Удельная электропроводность

       Электропроводность обусловлена наличием в воде шести основных ионов. Ионы примесных компонентов содержатся в незначительных количествах и ими обычно пренебрегают. Т.е. электропроводность в какой-то мере является характеристикой общей минерализации пробы. Электропроводность определяют кондуктометрическим методом. Ее измеряют методом переменного тока с использованием платиновых электродов с большой поверхностью (платиновая чернь), чтобы уменьшить поляризацию.

       Сопротивление раствора прямо пропорционально расстоянию между электродами l и обратно пропорционально площади поверхности электродов в растворе S:

электролитической ячейки. Константу электролитической ячейки определяют по 0, 01 М раствору КCl (χ = 0, 001412 См/см) или по 0, 1 М раствору КCl (χ = 0, 01289 См/см). Анализируемую воду наливают в ячейку и термостатируют при (25, 0±0, 1)º С.

рН

       Согласно международному стандарту ИСО 10523 измерение рН проводят электрохимическим методом, основанным на измерении э.д.с. электрохимической ячейки, состоящей из пробы воды, стеклянного электрода и электрода сравнения (чаще всего – хлорсеребряного). Уравнение Нернста для стеклянного электрода:

       Величина E0 зависит от свойств стекла. Поэтому электрод надо калибровать по буферным растворам. Результат измерения рН зависит от температуры. В современных приборах иономера-рН-метрах предусматривается автоматическая термокомпенсация. Электрод работает при рН = 1-10. При рН менее 1 наблюдается кислотная погрешность,

которая зависит от сорта стекла, а при рН более 10 – щелочная погрешность (электрод становится чувствительным к ионам щелочных металлов). Существуют сорта стекла на основе Li2O-BaO-La2O3-SiO2, для которых диапазон измерения шире как в кислой, так и в щелочной области.

       Отбор проб для определения рН следует проводить в стеклянные бутылки из боросиликатного стекла с плоским дном и объемом не менее 500 мл. Пластиковые бутыли не рекомендуются из-за их газопроницаемости. Измерение рН пробы воды следует проводить как можно быстрее, т.к. рН быстро меняется вследствие протекания различных

химических, физических и биологических процессов в пробе. Если невозможно определить рН воды в месте взятия пробы, ее можно хранить не более 6 часов в заполненной доверху бутыли.

       При контроле рН суспензии следует осадить осадок, и измерять рН необходимо у чистой фракции. При контроле сточных вод существует высокий риск загрязнения измерительных электродов и мембран маслом, жиром, нефтепродуктами. Для электродов сравнения их загрязнение может быть предотвращено поддержанием избыточного давления раствора хлористого калия.

Жесткость

       Международный стандарт ИСО 6059 устанавливает титриметрический комплексонометрический метод определения суммарной концентрации ионов кальция и магния (жесткость волы) в грунтовых и поверхностных водах, а также в питьевой воде. Метод не применим для минерализованных вод и морской воды. Наименьшая определяемая концентрация составляет 0, 05 ммоль/л. Метод заключается в комплексонометрическом титровании ионов кальция и магния (Ме2+) трилоном Б (HY3–) при рН 10. В качестве индикатора используют эриохром черный Т (HInd2–).

       Механизм действия индикатора иллюстрируют следующие реакции:

       Пробы не требуют предварительной обработки, за исключением тех, которые необходимо профильтровать из-за большого количества взвешенных частиц. Фильтруют пробы через фильтр размером пор 0, 45 мкм сразу же после отбора. При фильтрации существует риск удаления части кальция и магния. Если исследуемые пробы были подкислены для консервации, их нейтрализуют 2 М раствором гидроксида натрия. Ионы

металлов – алюминия, бария, свинца, железа, кобальта, меди, марганца, олова и цинка – мешают определению, так как они титруются вместе с ионами кальция и магния и влияют на установление точки эквивалентности. Ионы ортофосфата и карбоната могут осаждать кальций при рН титрования. Анализу могут мешать некоторые органические вещества. Если мешающие влияния невозможно устранить, то анализ проводят пламенным атомно-абсорбционным методом по ИСО 7980.

       Этот метод применяется для анализа природных и питьевых вод и может быть использован для вод, содержащих Са(II) до 50 мг/л и Mg(II) до 5 мг/л. При десятикратном разбавлении анализируемых проб оптимальная область определения 3-50 мг/л для кальция и 0, 9-5 мг/л для магния. Для устранения анионного матричного влияния и ионизационных эффектов к анализируемой воде добавляют спектрохимические буферы – хлорид лантана LaCl3 (в случае применения ацетилен-воздушного пламени) или хлорид цезия CsCl (для пламени закись азота – ацетилен).

       Пробы отбирают в чистые полиэтиленовые или полипропиленовые бутыли. Сразу после отбора пробы должны быть подкислены 8 мл концентрированной HCl на каждый 1 л пробы, что препятствует осаждению карбоната кальция. Анализ должен быть проведен сразу после отбора пробы.

       Согласно ГОСТ 6055-86 жесткостью воды называется свойство воды, обусловленное содержанием в ней ионов кальция (½ Са2+) и магния (½ Mg2+); единицей жесткости воды является моль/м3. В практике чаще используют единицы ммоль/л. В России, начиная с 1952 года, жесткость воды для технических и гигиенических нужд выражается в мг-экв/л, в других странах принято обозначать жесткость в условных градусах.

       Соотношение между различными единицами жесткости воды, принятыми в разных странах, иллюстрируют данные табл. 4.6.

       Как пользоваться этой таблицей? Допустим, что из лаборатории вы получили результаты анализа аквариумной воды: " Общая жесткость С(½ Са²⁺, ½ Mg²⁺)" = 3, 25 ммоль/л. Вам надо перевести эту величину в немецкие градусы. В ячейке, соответствующей пересечению строки ммоль/л и столбца немецких градусов находим коэффициент, он же множитель, равный 2, 804. Теперь надо умножить 3, 25 на 2, 804. Произведение этих чисел и будет жесткостью в немецких градусах (dHG). В нашем случае жесткость воды в dGH=9, 11. То есть, сравнительно с ммоль/л, немецкие градусы – более мелкие единицы измерения. Если же вы счастливый обладатель американского теста, и он выдал результат, к примеру, 14 американских градусов (usH), а вам нужны все те же

немецкие, то ответ в dGH будет: 14× 0, 056=0, 780. Но это только в том случае, если мы считаем что американский градус равен 1 мг CaCO3 в 1 л воды (так пишут во всей русскоязычной литературе), сами же американцы считают, что их градус жесткости в 17, 12 раз больше, соответственно, и результат измерения в dGH будет равен 13.35. То есть эти американские градусы довольно близки к немецким.

       Пользование разными единицами измерения жесткости без их пересчета может привести к существенному искажению данных. Так, 14 американских градусов – это всего лишь 0, 78 немецких. Поэтому, читая сообщения американского коллеги-рыбовода, о том, что его рыбки отнерестились при 14° градусах жесткости, не надо думать, что им подходит для нереста жесткая вода, эта вода на самом деле очень мягкая.

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться: