Дополнительные методы. Вкус и привкус воды, обнаруживаемые непосредственно в воде (или для водоемов хозяйственно-питьевого назначения после хлорирования)

8.2.4.1. Вкус и привкус воды [37]

Вкус и привкус воды, обнаруживаемые непосредственно в воде (или для водоемов хозяйственно-питьевого назначения после хлорирования), не должны превышать 2 баллов.

Вкус и привкусы оценивают как качественно, так и количественно по интенсивности в баллах. Различают четыре вида вкуса: соленый, горький, сладкий и кислый. Остальные вкусовые ощущения называют привкуса­ми: хлорный, рыбный, металлический и т.п. Интенсивность вкуса и при­вкуса определяют по 5-балльной шкале так же, как и запах.

Вкус и привкус определяют в сырой воде при комнатной температуре и 60°С. В воде открытых водоемов и источников сомнительных в сани­тарном отношении вкус воды устанавливают только после ее кипячения.

При исследовании в рот набирают 10-15 мл воды, держат несколько минут (не проглатывать!) и определяют характер и интенсивность при­вкуса.

8.2.4.2. Осадок [37]

Осадок характеризуют по следующим параметрам: нет, незначитель­ный, заметный, большой. При очень большом осадке указывают толщину слоя в мм. По качеству осадок определяют как хлопьевидный, илистый, песчаный и т.п. с указанием цвета - серый, бурый, черный и др. Осадок в воде водоемов отмечают через 1 ч. после взбалтывания пробы, в воде подземных источников - через 24 ч.

В период выпадения осадка качественно описывают осветление - не­заметное, слабое, сильное, вода прозрачна.

8.2.4.3. Щелочность [37]

Под щелочностью понимают способность некоторых компонентов, со­держащихся в воде, связывать эквивалентное количество сильной кисло­ты. Щелочность создают все катионы, которые в воде были уравновеше­ны гидроксид-ионами, анионами слабых кислот (например, карбонаты, гидрокарбонаты). Щелочность определяется количеством сильной кис­лоты, необходимой для замещения этих ионов. Расход кислоты эквива­лентен их общему содержанию в воде и выражает общую щелочность воды.

В обычных природных водах щелочность зависит в основном от присут­ствия гидрокарбонатов щелочноземельных металлов, в меньшей степени щелочных. В этом случае значение рН воды не превышает 8,3. Раствори­мые карбонаты и гидрокарбонаты повышают значение рН более 8,3.

Титриметрическое определение щелочности основано на титро­вании воды сильной кислотой. Количество раствора, необходимое для достижения рН 8,3, эквивалентно свободной щелочности, а для дости­жения рН 4,5 - общей щелочности. При рН меньше 4,5 ее щелочность равна нулю.

Конечную точку при титровании находят визуально. Щелочность, осо­бенно свободную, следует определять не позднее чем через 24 ч. после отбора пробы. Результаты выражают в ммолях эквивалентов на 1 л, что соответствует числу миллилитров 0,1 М раствора соляной кислоты, из­расходованной на титрование 100 мл исследуемой воды.

При визуальном определении мешает интенсивная окраска воды. Ее устраняют, прибавляя активированный уголь и фильтруя пробы. Мутные воды фильтруют через бумажный мелкопористый фильтр. Для более точ­ного определения щелочности предварительно вытесняют свободный уг­лекислый газ, продувая воздух, так как высокие концентрации диоксида углерода мешают обнаружить переход окраски при титровании.

Для анализа потребуется:

1. Раствор соляной кислоты (0,1 M), который можно приготовить не из фиксанала, а из приблизительной концентрации с последующим определением поправочного коэффициента к 0,1 М раствору НС1 по карбонату натрия. Поправочный коэффициент К рассчитывают по формуле:

где V - объем 0,1 н. раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование 20 мл 0,1 н. раствора карбоната натрия.

2. Фенолфталеин, 0,5% раствор. В 50 мл 96%-ного этилового спирта растворяют 0.5 г фенолфталеина и разбавляют 50 мл дистиллированной воды, добавляют по каплям 0,01 М раствор гидроксида натрия до появле­ния заметной розовой окраски.

3. Метиловый оранжевый, 0,05% водный раствор.

Свободная щелочность. Ход определения. Отмеряют 100 мл иссле­дуемой воды (при высокой щелочности берут меньший объем и разбавля­ют до 100 мл прокипяченной и охлажденной дистиллированной водой), при­бавляют 2 капли 0,5% фенолфталеина и титруют на белом фоне 0,1 М раствором соляной кислоты до полного обесцвечивания.

Общая щелочность. Отмеривают 100 мл пробы, прибавляют 2 капли метилоранжа, затем продувают воздух в течение 2-3 мин. и титру­ют 0,1 М раствором соляной кислоты на белом фоне до начала перехода окраски метилового оранжевого из желтой в оранжевую. Вновь продува­ют воздух 2-3 мин., и если возвращается первоначальная окраска, то дотитровывают. Титрование считают законченным, если после продувания воздуха окраска раствора не меняется.

Расчет свободной (С) и общей (Об) щелочности (ммоль эквивалентов в литре) производят по формулам:

где А - объем 0,1 М раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование по фенолфталеину, мл;

К - поправочный коэффициент к 0,1 М раствору НСl;

V - объем пробы воды, взятый для анализа, мл.

где В - объем 0,1 М раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование по метиловому оранжевому, мл;

К - поправочный коэффициент к 0,1 М раствору НСl;

V - объем пробы воды, взятый для анализа, мл.

Общая и свободная щелочность находятся в зависимости от ко­личественного соотношения гидрокарбонат-, карбонат- и гидроксид-ионов. По величине свободной и общей щелочности можно косвенно вычислить количество этих ионов.

Расчет основан на предположении, что щелочность вызывается в ос­новном ионными формами диоксида углерода и в меньшей степени гидроксид-ионами. Расчет дает приблизительные результаты. В зависимости от соотношения свободной (С) и общей (Об) щелочности возможны сле­дующие случаи расчета.

Величина свободной щелочности равна концентрации карбонат-ионов (ммоль-экв./л). Умножая значение свободной щелочности на 30 (эквива­лент карбонат-иона), получаем содержание карбонат-ионов (мг/л).

Величина общей щелочности равна величине концентрации гидрокар­бонат-ионов (ммоль-экв./л). Умножая значение общей щелочности на 61 (эквивалент гидрокарбонат-иона), получаем содержание гидрокарбонат-ионов (мг/л) (табл.8.15).

8.2.4.4. Кислотность[37, 38]

Кислотностью называется содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с гидроксид-ионами. Расход гидроксида выражает общую кис­лотность воды. В обычных природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания свободного углекислого газа. Ес­тественную часть кислотности создают также гуминовые и другие сла­бые органические кислоты. В этих случаях рН воды не бывает ниже 4,5.

В загрязненных водоемах может содержаться большое количество сильных кислот или солей за счет сброса промышленных сточных вод. В этих случаях рН может быть ниже 4,5. Часть общей кислотности, снижа­ющей рН ниже 4,5, называется свободной.

Кислотность воды определяют титрованием раствором сильной щело­чи. Количество титрованного раствора, израсходованного до получения рН 4,5, соответствует свободной кислотности; количество же, израсходо­ванное до получения рН 8,3, - общей. Если рН > 8,3, то се кислотность равна 0. Для определения кислотности воду титруют 0,1 М раствором NaOH. Конец титрования определяют визуально. Кислотность выражают в ммоль эквивалентов на 1 л. Определению мешает свободный хлор. Его устраняют добавлением тиосульфата натрия.

Свободная кислотность. Она определяется, если рН пробы < 4,5 (кис­лая реакция по метиловому оранжевому), т.е. проба содержит свободную кислоту. К 100 мл пробы добавляют 2 капли раствора метилового оранже­вого и титруют на белом фоне 0,1 н. раствором NaOH до появления жел­той окраски индикатора.

В загрязненных водоемах может содержаться большое количество сильных кислот или солей за счет сброса промышленных сточных вод. В этих случаях рН может быть ниже 4,5. Часть общей кислотности, снижа­ющей рН ниже 4,5, называется свободной.

Кислотность воды определяют титрованием раствором сильной щело­чи. Количество титрованного раствора, израсходованного до получения рН 4,5, соответствует свободной кислотности; количество же, израсходо­ванное до получения рН 8,3, - общей. Если рН > 8,3, то ее кислотность равна 0. Для определения кислотности воду титруют 0,1 М раствором NaOH. Конец титрования определяют визуально. Кислотность выражают в ммоль эквивалентов на 1 л. Определению мешает свободный хлор. Его устраняют добавлением тиосульфата натрия.

Свободная кислотность. Она определяется, если рН пробы < 4,5 (кис­лая реакция по метиловому оранжевому), т.е. проба содержит свободную кислоту. К 100 мл пробы добавляют 2 капли раствора метилового оранже­вого и титруют на белом фоне 0,1 н. раствором NaOH до появления жел­той окраски индикатора.

Общая кислотность. Пробу объемом 100 мл титруют в присутствии 3 капель раствора фенолфталеина 0,1 М раствором едкого натра до появ­ления розовой окраски индикатора, не исчезающей в течение 1 мин.

Расчет свободной (С) и общей (Об) кислотности (ммоль-экв./л) прово­дят по формулам:

где А - объем 0,1 М раствора NaOH, израсходованного на титрование по метиловому оранжевому, мл;

В - то же по фенолфталеину, мл;

V - объем пробы воды, взятый для определения, мл.

К - поправочный коэффициент к 0,1 М раствору NaOH, определяемый по формуле:

где V - объем 0,1 н. раствора соляной кислоты (из фиксанала), из­расходованной на титрование 20 мл 0,1 н. раствора гидроксида натрия, мл.

8.2.4.5. Свинец[37, 40]

Свинец является одним из основных загрязнителей окружающей сре­ды. Он обладает способностью поражать центральную и периферичес­кую нервную систему, костный мозг и кровь, сосуды, генетический аппа­рат, нарушает синтез белка, вызывает малокровие и параличи. Большая концентрация свинца тормозит биологическую очистку сточных вод. Ос­новными источниками загрязнения свинцом являются выхлопные газы автотранспорта и сточные воды различных производств.

Допустимая концентрация свинца в воде - 0,03 мг/л.

Обнаружение ионов свинца

Качественное определение с родизонатом натрия. На лист фильт­ровальной бумаги нанести несколько капель исследуемого раствора и до­бавить 1 каплю свежеприготовленного 0,2% раствора родизоната натрия. В присутствии ионов свинца образуется синее пятно или кольцо. При до­бавлении 1 капли буферного раствора синий цвет превращается в крас­ный. Реакция очень чувствительна: обнаруживаемый минимум 0,1 мкг.

Количественное определение с дихроматом калия. Дихромат- и хро­мат-ионы образуют с ионами свинца малорастворимый хромат свинца желтого цвета. 0,5-1 л анализируемой воды упарить до объема 10 мл. К полученной пробе прилить 5 мл раствора азотной кислоты (1:2), нагреть на водяной бане в течение 15 мин., отфильтровать и в фарфоровой чашке выпарить (ТБ!). К сухому остатку прилить 2 мл 0,5% раствора ацетата натрия и 8 мл дистиллированной воды. Раствор перемешать и отфильтро­вать в пробирку. Подготовить стандартную шкалу (табл. 8.16).

Во все пробирки стандартной шкалы и в пробирку с пробой внести по 1 мл 50%-ного раствора СН₃СООН и перемешать. Добавить по 0,5 мл 10%-ного раствора дихромата калия, при наличии в исследуемой пробе ионов свинца выпадает желтый осадок хромата свинца:

Пробирки встряхнуть и через 10 мин. приступить к определению. Со­держимое пробирок рассматривать сверху на черном фоне, верхнюю часть пробирок до уровня жидкости прикрыть со стороны света картоном.

Концентрация свинца в анализируемой воде рассчитывается по фор­муле:

где а - содержание свинца в соответствующей пробирке шкалы, мг;

V - объем взятой на анализ воды, л.

Приготовление растворов

Буферный раствор. 1,9 г гидротартрата натрия NaHC₄H₄О₆ и 1,5 г винной кислоты Н₂С₄Н₄О₆ растворить в 100 мл дистиллированной воды.

Раствор дихромата калия. 10 г К₂Сr₂O₇ растворить в 100 мл дистил­лированной воды.

Стандартный раствор. 0,032 г Pb(NO₃)₂ растворить в 200 мл дис­тиллированной воды (1 мл раствора содержит 0,1 мг свинца).