13.12.2013 Екоаналітична хімія. Лекція 7 1 Экоаналитическая химия Лекция 7. - презентация

1 Екоаналітична хімія. Лекція 7 1 Экоаналитическая химия Лекция 7

2 Екоаналітична хімія. Лекція 7 2 Аналитическая химия воды. Определение суммарных показателей и отдельных загрязнителей. Определение растворенного кислорода; ХПК; БПК; токсичности; Общая характеристика методов анализа вод; Определение главных компонентов и отдельных загрязнителей.

3 Екоаналітична хімія. Лекція 7 3 Растворенный кислород Растворенный кислород Йодометрическое определение по Винклеру: Фиксация (MnSO 4, KI, NaOH) : 2Mn(OH) 2 + O 2 = 2MnO 2 + H 2 O; Подкисление (HCl): MnO 2 +3 I - + 4H + = Mn 2+ + I H 2 O; Титрование (Na 2 S 2 O 3 ): I S 2 O 3 2- = 3I- + S 4 O 6 2-.

4 Екоаналітична хімія. Лекція 7 4 Экспресс-определение растворенного кислорода Электрохимическое определение: О 2 + 2Н + + 2е = Н 2 О 2 ; Н 2 О 2 + 2Н + +2е = 2Н 2 О. е О2О2 О 2 + 4Н + + 4е = 2Н 2 О Быстрый отклик; Прямая регистрация сигнала; Автоматизация Мешающее влияние других окислителей; Отравление поверхности электрода

5 Екоаналітична хімія. Лекція 7 5 Растворенный кислород Растворенный кислород Амперометрическое определение: Диффузия через газопроницаемую мембрану (полиэтилен, тефлон, силиконовая резина); Восстановление кислорода: сила тока = К. с(О 2 ). Леланд Кларк

6 Екоаналітична хімія. Лекція 7 6 Кислородный электрод Кларка, 1954

7 Екоаналітична хімія. Лекція 7 7 Растворенный кислород: кислородный электрод Кларка Растворенный кислород: кислородный электрод Кларка (A) Pt- электрод; (B) электрод сравнения Ag/AgCl; (C) полунасыщенный раствор KCl; (D) тефлоновая мембрана; (E) резиновое кольцо; (F) источник напряжения; (G) Электронный прибор для измерения тока.

8 Екоаналітична хімія. Лекція 7 8 Определение ХПК (дихроматная окисляемость) Химическое Chemical Потребление Oxygen Кислорода Demand Единицы измерения : мг/л кислорода; Что показывает : содержание в воде веществ, способных окисляться (органических?); Как определяют: добавляют окислитель; после окисления определяют непрореагировавший избыток.

9 Екоаналітична хімія. Лекція 7 9 Условия определение ХПК (арбитражный метод) Cr 2 O Н + + 6е 2Cr Н 2 О; C CO 2 S SO 2 P P 2 O 5 N NH 4 + H H 2 O Катализатор Ag 2 SO 4 ; среда конц. H 2 SO 4 (1.5:1); кипятят с обратным холодильником 2 ч; Cr 2 O Fe Н + 2 Cr Fe Н 2 О

10 Екоаналітична хімія. Лекція 7 10 Помехи при определении ХПК (арбитражный метод) Занижение результата: Неорганические окислители; Неполное окисление (окисляются не все органические вещества) ХПК эксп = 95%-99% ХПК теор Завышение результата: Хлориды Cr 2 O Cl Н + 2Cr Cl 2 + 7Н 2 О; Неорганические востановители, кроме HgSO 4 SO 2 H 2 S Поправки

11 Екоаналітична хімія. Лекція 7 11 Не окисляются дихроматом: Пиридин; Пиррол; Пирролидин; Пролин; Никотиновая кислота; Бензол, толуол, другие АрУ; Нафталин; Парафин.

12 Екоаналітична хімія. Лекція 7 12 Ускоренное определение ХПК Увеличивают количество конц. H 2 SO 4 (7:1 по объему); Саморазогрев; Применяется для сравнительного анализа проб Медленно окисляются уксусная кислота, анилин и др. ? ?

13 Екоаналітична хімія. Лекція 7 13 Ускоренное определение ХПК Термическое сжигание проб при температурах свыше 1200°С, Газоанализатор для определения убыли кислорода; Нет потери летучих компонентов; Не нужны реактивы и катализаторы; Можно анализировать мутную и окрашенную воду.

14 Екоаналітична хімія. Лекція 7 14 Приборы для определения ХПК Расфасованные реактивы; Герметичные реагентные пробирки; Реактор; Спектрофотометр или колориметр.

15 Екоаналітична хімія. Лекція 7 15 Приборы для определения ХПК 2 мл пробы; Расфасованные реактивы; Герметичные реагентные пробирки; Реактор; Колориметр.

16 Екоаналітична хімія. Лекція 7 16 Определение БПК Биологическое Biochemical Потребление Oxygen Кислорода Demand Единицы измерения: мг/л кислорода; Что показывает: потребление кислорода в природных условиях; Как определяют: полностью аэрированной водой заполняют сосуды доверху; выдерживают; определяют оставшийся кислород.

17 Екоаналітична хімія. Лекція 7 17 Условия определения БПК Для проявления микробиологической активности: 20 о С; рН от 6.5 до 8.5; Питательные вещества- соли Ca, Mg, Fe, фосфаты; Отсутствие хлора; К концу процесса должно остаться около 30% начального количества кислорода БПК = С (О 2 ) начальная - С (О 2 ) конечная

18 Екоаналітична хімія. Лекція 7 18 Приборы для определения БПК Манометрический датчик Проба воды Мешалка OxiTop

19 Екоаналітична хімія. Лекція 7 19 Приборы для определения БПК Манометрический датчик; Автоматически перемешивает пробы, записывает результаты и отключается; 5, 7 или 10 дней инкубации; Регистрация результатов каждые 15 мин. BOD Trak

20 Екоаналітична хімія. Лекція 7 20 Оценка токсичности воды Биоиндикация по наличию и состоянию гидробиоты (водных организмов); Биотестирование по изменению поведения тест- организмов, внесенных в исследуемую воду. Биохимический метод контроля поведения аэробов: потребления О 2, органических веществ, генерации СО 2. Инфузория Дафния

21 Екоаналітична хімія. Лекція 7 21 Оценка токсичности воды Биохимический метод Тест-организмы- аэробы: Микроорганизмы, дрожжи, грибки и т.д. Контролируемый параметр - скорость потребления О 2 Вспомогательные вещества: Органический субстрат; Минеральные питательные вещества. Концентрация О 2 Время 1) 2) 3)