Методи аналізу хімічного складу мінеральних вод

Міністерство освіти і науки України

Львівський національний університет імені Івана Франка

Хімічний факультет

Реферат

на тему:

«Методи аналізу хімічного складу мінеральних вод»

Підготувала

студент групи ХМХ-43

Горон Роман

Львів-2010

Зміст

Вступ

Хімічний склад природних вод є надзвичайно різноманітний. До природних вод належать поверхневі води суші, морські і океанічні, підземні, атмосферні опади. Різні типи вод містять різну концентрацію розчинених речовин. Сумарний вміст розчинених у воді солей називається її мінералізацією. За вмістом у водах розрізняють макро- або головні (декілька %) і мікроелементи (10^-3% і менше). Життєво необхідні елементи, а також продукти життєдіяльності живих організмів утворюють біогенні елементи, вміст яких проміжний між макро- і мікроелементами.

Головні іони – HCO₃^-, CO₃^2-, SO₄^2-, Cl^-; Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺.

Біогенні елементи – N (NH₄⁺, NO₂^-, NO₃^-, нітроген органічних сполук), P (орто-, поліфосфати, фосфор органічних сполук), Si ортосилікати), Fe (сполуки Fe (ІІ,ІІІ), найчастіше гідрооксиди та фосфати).

Мікроелементи – біометали Mn, Cu, Zn, Co, Mo Ni, F, J та інші.

Розчинені гази – O₂, CO₂, H₂S, CH₄ та інші.

Органічні речовини – білки, аміни, амінокислоти, карбонові та оксикарбонові кислоти, гумусові речовини (переважно фульвокислоти) складні ефіри, вуглеводи, карбонільні сполуки, спирти, а також пестициди, детергенти.

Показниками якості води є її фізичні та фізико-хімічні – питома вага, прозорість, кольоровість, каламутність, смак, запах, рН, редокспотенціал.

В даній роботі ми розглянемо методи аналізу мінеральної води, а саме визначення вмісту солей натрію, калію, кальцію полуменево-фотометричним методом, визначення НСО₃^- та СО₃^2- титриметричним методом та визначення у воді загального вмісту сполук феруму. Також виміряємо такий важливий фізико-хімічний показник кислотності води, як рН.

1. Визначення натрію, калію та кальцію у мінеральній воді

Полуменево-фотометричне визначення натрію, калію та кальцію у мінеральній воді можна виконувати методом добавок.

Обладнання. 1. Полуменевий фотометр;

1.  мірні колби місткістю 100 мл;

2.  хімічний стакан на 50 мл;

3.  градуйовані піпетки на 5, 10 і 20 мл.

Реактиви. 1. Натрій хлорид, Т=0,1 мг/мл;

2.  Калій хлорид, Т=0,1 мг/мл;

3.  Кальцій карбонат, Т=0,1 мг/мл.

Методика визначення. У дві мірні колби поміщають по 5 мл досліджуваної мінеральної води. В одну з колб додають 10 мл стандартного розчину Натрій хлориду (Калій хлориду, Кальцій хлориду), в другу – 20 мл того ж стандартного розчину. В третю мірну колбу поміщають 5 мл досліджуваної мінеральної води, додають дистильовану воду до мітки і перемішують. Розчини почергово вливають в хімічний стакан і розпилюють в полум’ї горілки. За одержаними даними будують графік залежності показів приладу від концентрації натрію (калію, кальцію).

Вміст визначуваного іону в мінеральної воді Q обчислюють за рівнянням:

 мкг/мл або мг/мл,

де С – концентрація солі, що була додана (Натрій, Калій чи Кальцій хлориди), мкг/мл;

а – покази мікроамперметра при фотометруванні проб розведеної мінеральної води без додавання хлоридів;

b – покази мікроамперметра при фотометруванні проб розведеного соку з додаванням хлоридів;

10 – кратність розведення мінеральної води.

Інший метод визначення концентрації калію( натрію, кальцію, натрію) у природній воді способом градуйованого графіка

Апаратура і матеріали;

1.  ПолуменевиЙ фотометр.

2.  Розчини солі калію з Т_к =1,0 та 0,1 мг/мл

Для визначення калію у розчині методом емісійної фотометрії полум'я користуються резонансним дублетом ліній 766,5 та 769,9км, якому відповідає потенціал збудження 1,62еВ. На випромінювання атомів калію впливає склад розчину і температура полум'я.

У приладах зі світлофільтрами сигнал від калію зростає, якщо є помірні концентрації натрію та кальцію, тому необхідно вносити поправку у сигнал на наявність цих елементів.

Вміст калію у природних водах коливається в межах 1-10 мг/л, тому розводити пробу у більшості випадків немає потреби.

ХІД ВИКОНАННЯ РОБОТИ

З розчину калію з Т_к 0,1 мг/мл готують серію стандартних розчинів, концентрації яких 0,5; 1,0; 2,0; 3,0, 4,0; 5,0 мкг/мл. Для цього в мірні колби місткістю 100,0 мл вносять відповідно 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 мл стандартного розчину калію, розводять до позначки дистильованою водою і добре перемішують.

Відбирають порцію прозорої досліджуваної води об'ємом 5-10 мл. У чіткому і стабільному конусі полум'я фотометрують розчини стандартної серії та досліджуваний, починаючи з розчину із найменшою концентрацією. Перед кожним вимірюванням регулюють "нуль" приладу, розпилюючи дистильовану воду. Вимірювання проводять не менше трьох разів і знаходять середні значення сигналу ī, мкА. Одержані дані записують у таблицю.

Обчислюють концентрацію калію у воді за рівнянням градуйованого графіка І,мкА = а + bС. Параметри графіка " а " та "b " обчислюють за рівняннями:

 

,

де n - кількість точок графіка.

Обчислення значення концентрації калію у нерозбавленій пробі води С_х відповідає концентрації калію у вихідній пробі, мг/л. Якщо ж воду перед аналізом р - кратно розводили дистильованою водою, то концентрація калію у вихідній пробі дорівнюватиме рС_х ,мг/л.