ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУЛЬФАТОВ ТУРБИДИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

DETERMINATION OF SULFATES BY TURBIDIMETRIC METHOD

Kirill Tokarev

Student, Department of Chemistry and Methods of Teaching Chemistry, Penza State University,

Russia, Penza

Alexander Vernigora

Scientific supervisor, Candidate of Biological Sciences, associate professor, Penza State University,

Russia, Penza

АННОТАЦИЯ

Турбидиметрический метод определения сульфатов в воде

ABSTRACT

Turbidimetric method for the determination of sulfates in wate

Ключевые слова: турбидиметрия, сульфаты, определение сульфатов.

Keywords: the turbidimetry, the sulfates, the determination of sulfates.

Сульфаты содержатся почти во всех природных водах. Концентрация их в литре - от нескольких десятков до тысячи миллиграмм, нередко преобладая среди анионов. Ионы поступают в природные воды при растворении гипсовых пород, мирабилита, в результате окисления сероводорода, свободной серы и сульфидов [1]. Одним из методов определения содержания сульфатов в воде является турбидиметрический метод.

Турбидиметрический метод основан на измерении интенсивности помутнения пробы воды, содержащей сульфат-ионы, при взаимодействии с хлоридом бария в солянокислой среде. Турбидиметрию применяют, например, при определении SO₄^2- в виде взвеси BaSO₄, Сl^- в виде взвеси AgCl, S^2- в виде взвеси CuS [2]. Турбидиметрия может оказаться полезной в некоторых частных случаях анализа некоторых элементов или ионов, для которых отсутствуют реакции образования окрашенных соединений, т.е. в случае отсутствия фотометрических реакций [3]. Для предотвращения коагуляции крупных частиц в раствор часто добавляют стабилизатор, например, желатин, глицерин, этиленгликоль [2].

Для приготовления пробы использовали следующие свежеприготовленные растворы: 5 %-ный раствор кристаллогидрата хлорида бария, реагент для осаждения (5 %-ный раствор хлорида бария, этиленгликоль и этиловый спирт), раствор сульфата калия с концентрацией 100 мг/л.

Градуировочные растворы сульфат-ионов готовили из рабочего раствора сульфата калия следующим образом: в шесть мерных колб объемом 100 мл внесли соответственно 0,0; 0,4; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0 мл исходного раствора. Раствор в каждой колбе довели до метки дистиллированной водой. В результате этого получили шесть градуировочных растворов с концентрациями сульфат-ионов соответственно: 0,0; 4,0; 10,0; 20,0; 50,0; 100,0 мг/л. В качестве контрольного раствора использовали первый градуировочный раствор, не содержащий сульфат-ионы. Градуировочные растворы готовили в день проведения градуировки.

Затем в шесть пробирок с притертыми пробками внесли 5 мл каждого градуировочного раствора, добавили одну каплю концентрированной соляной кислоты (0,1 моль/л), затем 5 мл реагента для осаждения. Полученный раствор тщательно перемешали и дали отстояться 10 минут.

Через 10 минут измерили оптическую плотность каждого градуировочного раствора в порядке возрастания концентрации сульфат-ионов в кюветах с длиной оптического пути 30 мм при длине волны 650 нм по отношению к контрольному раствору.

В качестве анализируемых растворов были взяты пробы воды из двух водоемов: оз. Серман, р. Вырган.

В пробирку с притертой пробкой внесли 5 мл подготовленной пробы воды, 5 мл реагента для осаждения и одну каплю соляной кислоты, после чего тщательно перемешали. Через 10 минут после приготовления раствора измерили оптическую плотность по отношению к контрольному раствору в кюветах с длиной оптического пути 30 мм при длине волны 650 нм.

В табл. 1 представлены значения, полученные в ходе измерений при длине волны 650 нм.

Таблица 1

Результаты измерений оптических плотностей градуировочных образцов при длине волны 650 нм

По данным табл. 1 построили градуировочный график в координатах зависимости оптической плотности от концентрации сульфат-ионов стандартного раствора сульфата калия с использованием инструмента «Регрессия» надстройки «Анализ данных» табличного процессора Miсrosoft Excel 2010 (рис. 1.).

Уравнение градуировочной зависимости имеет вид:

y = 0,0024x + 0,0665

Рисунок 1. Зависимость оптической плотности от концентрации сульфат-ионов при длине волны 650 нм

Данные анализа и рассчитанные по ним метрологические характеристики показали, что концентрация сульфат-ионов проб воды оз. Серман и р. Вырган составила, соответственно,  мг/л и  мг/л. Так предельно допустимая концентрация (ПДК) водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования составляет 500 мг/л.

Список литературы:

1. Аксенов В. И., Ушакова Л. И. Химия воды: Аналитическое обеспечение лабораторного практикума. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. —140 с.
2. Емельянова Ю. В. Спектроскопические методы анализа в аналитической химии. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2017. — 88 с.
3. Савицкая Т. А. Коллоидная химия: лабораторный практикум. Минск: БГУ, 2012. — 200 с.