Экстракционно-фотометрический метод определения тяжелых металлов в природных водах (стр. 4 из 5)
Методика определения фторид-ионов. В мерную колбу вместимостью 50,0 см3 вводили 5,00-25,00 мл элюата и прибавляли растворы реагентов в следующей последовательности: 10,00 мл 5×10-4 М раствора ализаринового красного С (АКС), 1мл ацетатного буфера до рН 4,7; 10,00 мл 5*10-4 М раствора La(NO3)3×6Н2О и доводили объем до метки. Раствор тщательно перемешивали и оставляли на 25 мин в темном месте. Оптическую плотность измеряли в кювете с толщиной слоя 1,0 см при 590 нм относительно растворителя. Содержание фторид-ионов в воде (мг/л), вычисляли по формуле:С(F-)=С·V(K)K/V(A), где С-концентрация фторид-ионов, найденная по градуировочному графику, мг/мл; V(k) –объем, до которого была разбавлена проба, мл; V(А) – объем пробы, взятой для анализа, мл; К – коэффициент концентрирования. [22, 24]
Методика определения бромид-ионов
Анализ поваренной соли проводили экстракционно-фотометрическим методом, применяя в качестве реагента кристаллический фиолетовый. Для этого в пробирку с притертой пробкой помещали 2,0 мл исследуемого раствора соли, 2 М раствор серной кислоты до рН 1,2-1,6; 0,4 мл 2×10-3 М бромата калия, 0,2 мл 5×10-3М раствора иодида калия, бидистиллят до объема 5,0 мл и экстрагировали 5,0 мл бензола или толуола одну минуту. Органическую фазу отделяли и промывали. К 4,0 мл органической фазы приливали 0,2 мл 1%-ного раствора сульфита натрия, бидистиллят до 5,0 мл и реэкстрагировали в течение 1 мин. К 1,0 мл реэкстракта приливали 0,5 мл универсального буферного раствора (рН 6,8- 7,0); 0,9 мл 1,2×10-3 М раствора хлорамина Б (ХБ). Через 2 мин прибавляли 0,3 мл 5% -ного раствора бромида калия (для удаления избытка ХБ). Образовавшийся в ходе этой реакции бром, восстанавливали 0,2 мл 1%-ного раствора фенола, затем 0,3 мл 4 М раствора НСl (рН 1,5-3,0 ); 0,5 мл 5×10-3 М раствора иодида калия, 0,2 мл 2 М раствора ацетата натрия (для понижения кислотности); 0,6 мл 4×10-4 М раствора КФ и бидистиллят до 5,0 мл. Смесь экстрагировали минуту 5,0 мл бензола, центрифугировали и измеряли оптическую плотность экстракта при длине волны 590 нм в кювете с l=1,0 см. [28]
Методика определения иодид-ионов. Анализ природных и минеральных вод на содержание иодидов осуществляли экстракционно- фотометрическим методом, применяя в качестве реагента малахитовый зеленый. Для этого в пробирку с притертой пробкой вводили 3,0 мл анализируемой воды, 4 М раствор соляной кислоты (рН 0,7-0,9), 0,5 мл 1×10-3 М раствора иодата калия, 0,5 мл 2 М раствора ацетата натрия, 0,6 мл 4×10-4 М раствора МЗ и 5,0 мл бензола. Смесь экстрагировали 1 мин, центрифугировали и измеряли оптическую плотность экстракта в кювете l = 1,0 см при длине волны 638 нм. Концетрацию иодидов рассчитывали по градуировочному графику.
Определение нитрат – ионов в природных водах
Под влиянием солнечного излучения атмосферный азот превращается в нитраты посредством образования оксидов азота. Многие минеральные удобрения содержат нитраты, которые при избыточном или нерациональном внесении приводят к загрязнению водоемов. Источниками загрязнения нитратами являются также поверхности стоки с пастбищ, скотных дворов, молочных ферм и т. п.
Повышение содержания нитритов в воде может служить индикатором загрязнения водоема в результате распространения фекальных, либо химических загрязнений. Богатые нитратными водами сточные канавы ухудшают качество воды в водоеме, стимулируя массовое развитие водной растительности (в первую очередь – сине-зеленых водорослей) и ускоряя эвтрофикацию водоемов.
Питьевая вода и продукты питания, содержащие повешенное количество нитратов, также могут вызвать заболевание, и в первую очередь у младенцев (так называемая метгемоглобинемия). Вследствие этого расстройства ухудшается транспортировка кислорода с клетками крови и возникает синдром «голубого младенца» (гипоксия).
Метод определения нитратов основан на способности салициловой кислоты в присутствии H2SO4 (конц). вступать в реакцию нитрования с образованием нитросалициловой кислоты, которая в щелочной среде образует окрашенную в желтый цвет соль.
ПДК нитратов в воде водоемов и питьевой воде составляет 45 мг/л (или 10 мг/л по азоту), лимитирующий показатель вредности – санитарно–токсикологический.[25, 30]
Определение ртути в водах и почве
Метод основан на экстрагировании бензолом ионного ассоциата, образованного анионным иодидным комплексом ртути с катионом кристаллического фиолетового (КФ) следующего состава:
Экстракционно-фотометрическому определению ртути не мешают щелочные и щелочноземельные элементы, марганец, никель, кобальт, алюминий, хром, железо (II и III), цинк, медь, свинец и некоторые другие элементы. Не мешают также нитрат-, сульфат-, тартрат-, цитрат- и фосфат-ионы. Мешает золото (и таллий (III), влияние которых устраняют добавлением аскорбиновой кислоты.
100—500 ил исследуемой воды (в зависимости от содержания ртути) помещают в делительную воронку, добавляют 0,1—0,5 мл 1 М раствора KY, доводят кислотность водной фазы до 1 н. по Н2SO4 добавлением 5,6—28 мл 18 н. Н2SO4 приливают 1 мл 10М раствора КФ и экстрагируют 6 мл бензола в течение 1 мин. После разделения фаз экстракт центрифугируют на протяжении З мин и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при 610 им или фЦК-56 со светофильтром № 8 против холостого опыта в кювете с толщиной слоя 1 см.
Холостой опыт проводят так же, только вместо испытуемого раствора берут такой же объем бидистиллированной воды.
Количество ртути находят по предварительно построенному калибровочному графику.
Для построения калибровочного графика 10 М раствор сернокислой ртути готовят растворением 2,9665 г. х. ч. Н в 1 н. НgSO4 и объем доводят до 1 л той же кислотой. Из полученного раствора соответствующим разбавлением0,1 н. Н2SO4 готовят 10 М раствор НgSO4 с содержанием ртути 20 мкг/мл. В делительные воронки вносят 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 и 0,5 мл 10 М НgSO4 раствора, что соответствует 2, 4, 6, 8 и 10 мкг ртути, и далее поступают так, как при определении ртути в воде, только вместо испытуемой воды берут бидистиллят.
Для определения ртути в почвах из 100 г высушенной при 90 °с и просеянной через сито № 4 почвы экстрагируют при периодическом перемешивании 500—1000 мл дистиллированной воды (в зависимости от предполагаемого содержания ртути) в течение суток. Экстракт пропускают через беззольный фильтр под вакуумом до получения прозрачного и бесцветного фильтрата.
Отбирают 100—500 ил экстракта и далее определение ртути проводят так же, как и в воде. [29]
Глава 3. Современное оборудование
Спектрофотометрический метод считается средне чувствительным.
При этом селективность спектрофотометрии также не является наилучшей и спектрофотометрический метод называют даже «спектрально неселективным». Поэтому в спектрофотометрии селективность обеспечивают главным образом на стадии пробоподготовки - выбором реагента, наиболее селективно взаимодействующего с определяемым веществом, а также условиями проведения (варьированием рН, выбор растворителя, маскирование) и разделением уже окрашенных компонентов реакции. Воспроизводимость результатов спектрофотометрического определения также может характеризоваться как «средняя». Этому способствует большое число случайных погрешностей, возникающих при приготовлении анализируемых растворов, за счет неполноты перевода определяемого компонента в фотометрируемое соединение и влияния посторонних компонентов, погрешностей контрольного опыта, наличием «кюветной» погрешности, погрешности установления нужной длины волны и др.
Поэтому обычно относительная погрешность спектрофотометрических (фото- и колориметрических) методик составляют в среднем около 20 - 25 % (хотя приборная погрешность фотометра не превышает 1 - 2%).
Тем не менее, эти приборы остаются лидерами по распространенности среди других универсальных приборов лабораторного анализа.
Из отечественных спектрофотометров «сканирующего» типа в настоящее время наиболее хорошо известен широкополосной (спектральный диапазон 190 - 1100 нм) и высокоточный (погрешность измерения ± 0,25-0,5 %) однолучевой автоматизированный спектрофотометр СФ-56А, управляемый персональным компьютером. По своим аналитическим возможностям, эксплуатационным и метрологическим характеристикам, а также по стоимости (примерно 5100 $ без компьютера) на сегодня действительно универсальным прибором для экоаналитических лабораторий может считаться СФ - 56. Другие модели: СФ - 2000 (~4800 $ без компьютера), СФ - 46 (б/у от 2800 $).
Среди более дешевых отечественных фотометрических приборов можно отметить базовую модель Загорского оптико-механического завода - фотоколориметр КФК - 3 (850 - 1000 $) со спектральным диапазоном 315 - 990 нм и основной абсолютной погрешностью при измерении коэффициента пропускания 0,5 %.
Другие модели: портативный переносной КФК-05, микрофотоколориметры МКФМ-02, МКМФ-02П.
Возможности использования анализатора жидкости флюорат 02-3м для анализа питьевой и природной воды
Государственное унитарное предприятие "Центр исследования и контроля воды", осуществляющее регулярный контроль питьевых и сточных вод предприятий Санкт-Петербурга, имеет многолетний опыт разработки методик выполнения измерений и испытания средств измерения. В последние годы Центр исследования и контроля воды проводит большую методическую работу по опробованию современных аналитических приборов, предназначенных для оснащения химико-аналитических лабораторий. Это связано, прежде всего, с тем обстоятельством, что сложившаяся к настоящему времени практика использования инструментальных методов анализа и приборное оснащение лабораторий не вполне удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым к чувствительности, селективности и сервисным удобствам.