Визначення сполук Купруму вдовкіллі
Зміст
Вступ
1. Характеристика шляхів надходження в довкілля сполук Купруму
2. Форми знаходження сполук Купруму в об'єктах навколишнього середовища
3. Огляд та характеристика методів визначення сполук Купруму в об'єктах навколишнього середовища
3.1 Визначення Купруму гравіметричними методами
3.2 Визначення Купруму титриметричними методами
3.3 Визначення Купруму фотометричними методами
3.4 Визначення Купруму люмінесцентним та полярографічним методами
3.5 Визначення Купруму методами спектроскопії
4. Екстракційно-фотометричне визначення Купруму в природній воді
4.1 Приготування розчинів
4.2 Проведення аналізу
4.3 Обробка результатів
Висновок
Список використаної літератури
Вступ
Вода є джерелом фотосинтезу і кисню, найважливішим розчинником неживої природи та продукції промислового і сільськогосподарського виробництва. Врешті - решт сама людина більше, ніж наполовину, складається з води. Певно, саме тому Арістотель вважав воду одним із головних елементів світобудови. І з ним важко не погодитись, адже немає іншого природного тіла, яке могло б зрівнятися за впливом на перебіг основних, найграндіозніших геологічних процесів. Разом із тим вона є найбільш вразливим компонентом навколишнього середовища. З розвитком хімічної, нафтохімічної, гірничорудної, целюлозно - паперової промисловості та комунікацій склад води швидко погіршується.
До водних об’єктів, які потребують екологічного вивчення, належать океани, моря, річки, озера, штучні водойми, болота, підземні та стічні води.Основними забруднювачами річок та водосховищ є: пестициди, сполуки нітрогену і фосфору, важкі метали, радіонукліди, нафтопродукти. [1]
Грунт - основа біосфери. В ньому накопичуються і зберігаються в легкодоступній формі елементи, які необхідні для підтримки та відтворювання життя. Мікроелементи, що знаходяться в грунтах, грають велику роль в активації ферментів в рослинному організмі. Купрум - це пластоцианіна (особливий білок), який міститься в хлоропластах і необхіден для фотосинтезу. Недоліку міді можна позбутися, якщо внести в грунт мідний купорос. Багато мікроелементів (серед яких і Купрум) підвищують швидкість окисно-відновних процесів, і зокрема, дихання, в рослинах, які беруть участь в утворенні органічних кислот і інших речовин, необхідних для синтезу білка, клітчатки, лігніна та ін. Купрум позитивно впливає на утворення хлорофілу в листках і зменшує розпад його в темряві; дуже добрий для фотосинтезу в умовах високої температури і недостачі вологи у рослин; здатний прискорювати розвиток рослин і дозрівання насіння. Відзначено позитивний вплив міді на стійкість рослин до недостачі вологи в грунті, поганим умовам перезимовки, пониженій або підвищеній температурі і засоленню грунтів. Мікроелементи відіграють важливу роль у боротьбі з деякими грибними і бактеріальними хворобами рослин.
Купрум застосовується для виготовлення кабелів, струмопровідних частин електричних установок, теплообмінників. Він є основним компонентом латуней, бронзи, мідно-нікелевих та інших сплавів, які володіють високими антифрикційними властивостями та поєднуються з гарною корозійною стійкістю на повітрі. Ці сплави характеризуються, крім того, гарною електропровідністю, пластичністю і достатньо високою міцністю.
1. Характеристика шляхів надходження в довкілля сполук Купруму
Мікроелементи представляють найбільшу за чисельністю групу в складі природних вод. Її складають всі елементи періодичної системи. Мікроелементи умовно ділять на декілька підгруп, мідь відноситься відповідно до іонів важких металів.
В теперішній час стає все більш очевидним, що нема ні одного якого-небудь важливого біохімічного процесу, ні однієї фізіологічної функції, які виконуються без участі того чи іншого мікроелементу. Зростаючий інтерес до мікроелементів природніх вод обумовлений насамперед виявом їх важливої фізіологічної ролі в життєдіяльності гідробіонтів.
Концентрація сполук Купруму в природних водах знаходиться в межах від 1,0 до 30,0 мікрограмів на 1 л. Мідь є одним із найбільш розповсюджених мікроелементів. Шляхи надходження в природні води можна розділити на дві великі групи: надходження ззовні та накопичення за рахунок внутрішньоводоймних процесів. Зовнішні джерела - надходження біогенних речовин в водойми з річковим стоком, атмосферними опадами, промисловими, господарсько-побутовими і сільськогосподарськими стічними водами. Особливе місце займає виробнича діяльність людини.
Слід зазначити, що в останні роки в багатьох країнах світу антропогенний фактор в формуванні хімічного складу природних вод стає домінуючим і тенденція забруднення їх важкими металами значно підвищується. [2]
Джерела надходження Купруму в грунт: відкритий видобуток корисних копалин; викиди металургійних заводів, хімічних підприємств, сміттєспалювальних фабрик; ТЕС; звалища відходів; атмосферні опади; пожежі тощо. Метали поріявняно легко накопичуються в грунтах, але повільно і важко видаляються з них. Так, період напіввидалення Купруму - до 1500 років. Середня масова частка Купруму у грунті: 2-100 мг/кг.
Поблизу гірничо-металургійних комбінатів у радіусі 5 км спостерігається висока забрудненість грунтів важкими металами, в радіусі 20-50 км - менша. Іноді виникають "технологічні пустелі", позбавлені гумусу й рослинності, значною міроюб еродовані. Навколо великих ТЕС забруднення відбувається в радійсі 10-20 км. Важкі метали вимиваються із відвалів зол і шлаків ТЕС.
Важкі метали в грунті можуть:
- утворювати малорухливі форми у вигляді малорозчинних сполук;
- зв'язуватися в стійкі розчинні комплекси з численними органічними лігандами, зокрема гуміновими та фульвіновими кислотами;
- мігрувати у вигляді розчинних сполук;
- накопичуватися в рослинах і передаватися по ланцюгах живлення;
- поглинатися грунтовим вбирним комплексом;
- потрапляти в організм грунтових мешканців.
Купрум зумовлює: зниження активності ферментів, взаємодію з клітинними мембранами і зміну їх проникності та інших властивостей. [3]
2. Форми знаходження сполук купруму в об'єктах навколишнього середовища
Вміст Купруму в земній корі складає близько 0,01%. Він зустрічається в вільному стані у вигляді самородків, що досягають значних розмірів (до декількох тон).
Однак руди самородного Купруму порівняно мало розповсюджені, в наш час з них добувається не більше 5 % Купруму від загального її світового добування. Купрум є халькофільним елементом, він присутній в земній корі в вигляді сполук з сіркою в складі до 80 %. Біля 15 % Купруму знаходиться в вигляді карбонатів, силікатів, оксидів і т.п., що є продуктами вивітрювання первинних сульфідних мідних руд.
Купрум утворює до 240 мінералів, однак лише 40 мають промислове значення.
Розрізняють сульфідні та окислені руди міді. Промислове значення мають сульфідні руди, з яких найбільш широко використовується мідний колчедан (халькопірит) CuFeS2.
В природа він зустрічається головним чином в суміші з залізним колчеданом FeS2 і порожньою породою, що складається з оксидів Si, Al, Ca та ін.
Часто сульфідні руди містять домішки благородних металів (Au, Ag), кольорових і рідкісних металів (Zn, Pb, Ni, Co, Mo та ін.) та розсіяних елементів (Ge та ін.).
Вміст Купруму в руді звичайно складає 1 - 5 %, але завдяки тому, що халькопірит легко флотується, його можна збагачувати, отримуючи концентрат, що містить 20 % міді та більше.
Найбільші запаси мідних руд зосереджені на Уралі, в Казахстані та Середній Азії, а також в Африці (Катанта, Замбія), Америці (Чілі, США, Канада).
В природних водах Купрум може міститися як у вигляді гідратованого іону, так і в вигляді його комплексів з неорганічними та органічними лігандами; іони можуть бути адсорбовані неорганічними або органічними колоїдами. Іони важких металів в водах подавляють життєдіяльність простих організмів, тому в показниках якості питних і промислових вод наведені найвищі ГДК для цих іонів.
Для міді ГДК складає 0,05 - 0,1 мг/л, і тільки в особливих випадках в питних або поверхневих водах допускається короткочасне підвищення концентрації міді до 1,0 мг/л. [4]
3. Огляд та характеристика методів визначення сполук Купруму в об'єктах навколишнього середовища
3.1 Визначення Купруму гравіметричними методами
З гравіметричних методів визначення Купруму найбільш точним є електролітичний, однак його застосування обмежується необхідністю відділення заважаючих іонів. Електролітичний метод отримав широке застосування в практиці заводських лабораторій при визначенні міді.
Гравіметричне визначення Купруму проводять шляхом електролітичного виділення її у вигляді металу на платиновому, ртутному, нікелевому або латунному катодах різних конструкцій. В якості електроліту використовують азотну, сірчану, хлоридну, фосфорну кислоти, їх суміші.
Більш повне осадження Купруму в вигляді жовтувато-червоного осаду досягається при електролізі сірчанокислих розчинів, які містять невеликі кількості азотної кислоти.
Визначення Купруму в присутності заліза проводять шляхом електролізу азотнокислого розчину або сірчанокислого розчину, що містить надлишок ЕДТА. З цією метою також використовують вібруючий катод і пористу фарфорову діафрагму, що розділяє анодний і катодний простір. Метод дозволяє визначити до 0,1 г міді в присутності 20-кратної кількості заліза (Fe(ІІІ) попередньо відновлюють) з похибкою 0,1%. Тривалість електролізу 10 хвилин.
Точне та швидке визначення Купруму в присутності великих кількостей олова, свинцю та алюмінію проводять шляхом електролітичного осадження її з фосфорнокислих розчинів. Метод рекомендується для аналізу латуні, бронзи, сплавів на олов’яній та алюмінієвій основах. [4]
Гравіметричний аналіз - метод хімічного аналізу, який ґрунтується на точному вимірюванні маси визначуваної речовини або її складових частин, які виділяються в хімічно чистому стані або у вигляді відповідних сполук. Гравіметрія - це абсолютний метод.