Титриметрические методы определения остаточной концентрации хлора в воде. Определение хлора в воде Измерение активного хлора в воде
Все документы, представленные в каталоге, не являются их официальным изданием и предназначены исключительно для ознакомительных целей. Электронные копии этих документов могут распространяться без всяких ограничений. Вы можете размещать информацию с этого сайта на любом другом сайте.
Инструкция предназначена для санитарных врачей, осуществляющих контроль за хозяйственно-питьевым водоснабжением населенных мест. Руководствуясь настоящей инструкцией, органы санитарно-эпидемиологической службы предъявляют санитарные требования к администрации водопроводов или к владельцам местных водоисточников, которые несут ответственность за обеспечение населения доброкачественной питьевой водой.
I. Хлорирование воды на водопроводах
Качество воды при централизованном водоснабжении зависит от качества воды источников, условий водозабора, правильности организации зон санитарной охраны и выполнения в них соответствующего режима, режима очистки и обеззараживания воды, а также от санитарно-технического состояния водозаборных устройств и водоразводящих сетей. Для того, чтобы, обеспечить население доброкачественной питьевой водой, необходимо строго соблюдать санитарные требования при устройстве и эксплуатации всех сооружений водопровода, в том числе и установок для хлорирования воды.
2. Хлорирование воды должно производиться во всех случаях получения ее из поверхностных водоемов (после обязательной предварительной очистки), а также при получении воды из подземных источников, бактериальные показатели которой не соответствуют ГОСТ "Вода питьевая".
Примечание: Для обеззараживания воды могут применяться и другие методы, разрешенные Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохранения СССР.
3. Хлорирование воды на водопроводах должно производиться, как правило, с применением жидкого хлора. Для станций производительностью до 3000 м 3 /сутки допускается применение хлорной извести или гипохлорита кальция в виде двутретьосновной соли (ДТСГК). Реагенты, используемые для хлорирования воды, должны быть подвергнуты контрольному анализу на водопроводной станции для проверки содержания в них активного хлора и прочих составных частей, согласно установленным нормативам ("Хлор жидкий" - ГОСТ 6718-53, "Известь хлорная" - ГОСТ 1692-58, "Временное наставление по применению ДТСГК для целей дезинфекции", утвержденное Министерством здравоохранения СССР 6.11.1960 г. N 311-60).
4. В целях установления показаний для хлорирования воды источников, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также в целях разработки основных положений по режиму хлорирования, производится предварительное санитарное и лабораторное обследование водоисточника, выполняемое в соответствии с программой, предусмотренной действующим ГОСТ "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Правила выбора и оценки качества" (2761-57).
5. В целях установления рабочей дозы хлора для хлорирования, опытным путем производится определение эффекта обеззараживания воды и количества остаточного активного хлора, которое зависит от величины хлорпоглощаемости воды.
Выбранная для обеззараживания воды рабочая доза хлора должна обеспечивать надлежащий бактерицидный эффект, т.е. количество кишечных палочек в обработанной воде должно быть не более 3 в 1 л, общее число бактерий - не более 100 в 1 мл после контактного периода воды с хлором (не менее 30 мин.). Содержание остаточного хлора при этом должно быть не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л (ГОСТ "Вода питьевая").
6. При хлорировании воды некоторых источников, преимущественно открытых, могут возникнуть затруднения, связанные с необходимостью получить надлежащий эффект обеззараживания и в тоже время обеспечить соответствие воды гигиеническим требованиям в отношении органолептических свойств (запаха и вкуса). В таких случаях должен применяться тот или иной из специальных приемов обеззараживания, к которым относятся следующие:
а) Двойное хлорирование, т.е. введение хлора предварительно до очистных сооружений во всасывающие водоводы 1-го подъема (обычно в дозах 3-5 мг/л) и окончательно после фильтров (обычно в дозах 0,7-2 мг/л); используется при высокой цветности исходной воды, при повышенном содержании в ней органических веществ и планктона.
б) Хлорирование с преаммонизацией, т.е. введение в воду аммиака или его солей непосредственно перед введением хлора (обычно при соотношениях доз аммиака и хлора 1:4, 1:10). При этом обеззараживание обеспечивается за счет связанного хлора (хлораминов). Этот метод используется для предупреждения специфических запахов, возникающих после обработки воды хлором. При преаммонизации контакт воды с хлором должен быть не менее 1 часа.
в) Перехлорирование, т.е. введение заведомо высоких доз хлора (до 10-20 мг/л) с последующим связыванием избытка хлора (дехлорирование сернистым газом или активированным углем); применяется в случаях вынужденного использования водоисточников, бактериальное загрязнение которых превышает предел, установленный ГОСТ 2761-57, т.е. среднее количество кишечных палочек составляет более 10000 в 1 литре (в пробах воды, взятых в точке водозабора). Кроме того, применяется во избежание появления хлор-фенольного запаха при наличии в исходной воде фенолов.
г) Хлорирование послепереломными дозами, т.е. с учетом точки перелома на кривой остаточного хлора; при этом обеззараживание воды производится свободным хлором, который значительно эффективнее связанного хлора (хлораминов); применяется главным образом в случаях высокого бактериального загрязнения исходной воды.
д) Использование двуокиси хлора также может быть рекомендовано для повышения эффективности обеззараживания и предупреждения специфических запахов в воде.
7. Выбор того или иного приема хлорирования, гарантирующего полное соответствие питьевой воды требованиям ГОСТ "Вода питьевая", осуществляется администрацией водопроводной станции на основании санитарно-химических, санитарно-бактериологических и технологических анализов сырой и обработанной воды с учетом производственного опыта по ее очистке и обеззараживанию.
8. На основе данных, полученных в соответствии с , администрация водопровода устанавливает основные положения по методике обработки воды хлором, которые включают схему использования хлора, дозировку реагентов и графики хлорирования, в зависимости от расхода воды. Эти основные положения должны быть согласованы с местными органами санитарно-эпидемиологической службы.
Лабораторно-производственный контроль за качеством воды на водопроводной станции и в распределительной сети обеспечивается администрацией водопровода, силами и средствами ведомственной лаборатории в соответствии с ГОСТ "Вода питьевая". Определение остаточного хлора перед подачей в сеть производится через каждый час, а на водопроводах из открытых водоемов - через каждые 30 мин; там же отбирается проба на бактериологический анализ не реже 1 раза в сутки, одномоментно с очередным определением остаточного хлора.
9. Санитарно-лабораторный контроль за эффективностью хлорирования воды, подаваемой водопроводом для хозяйственно-питьевых нужд, проводится санитарно-эпидемиологической станцией путем определения количества кишечных палочек и общего числа бактерий в наиболее характерных точках водоразбора (ближайшие к насосной станции, наиболее удаленные, наиболее возвышенные, тупики, водоразборные колонки). Пункты отбора проб и частота анализов определяются графиками, утверждаемыми местными органами санитарно-эпидемиологической службы.
10. Количественное определение остаточного активного хлора в воде выполняется йодометрическим или ортотолидиновым методом, описание которых дано в .
Йодометрический метод предпочтительнее при концентрациях активного хлора не менее 0,5 мг/л, ортотолидиновый - при более низких концентрациях.
Для определения остаточного хлора на крупных водопроводах целесообразно применять автоматические анализаторы, в частности фотоэлектронные системы Академии коммунального хозяйства РСФСР, которые обеспечивают непрерывную регистрацию остаточного хлора в воде.
В практике хлорирования может встретиться необходимость раздельно определять основные формы активного хлора, в частности, при хлорировании послепереломными дозами (свободный хлор) и при хлораммонизации (связанный хлор). Свободный хлор обладает сравнительно быстрым дезинфицирующим действием, тогда как связанный хлор менее эффективен (см. выше -г). Для их раздельного количественного определения следует пользоваться методом, основанным на применении парааминодиметиланилина (см. ). Международными стандартами питьевой воды рекомендуется также ортотолидин-арсенитный метод, который в СССР до настоящего времени не нашел применения.
11. При выполнении работ по хлорированию воды должны соблюдаться меры по технике безопасности, указанные в .
Условия хранения запасов хлора и аммиака должны отвечать требованиям действующих Санитарных правил проектирования, оборудования и содержания складов для хранения сильнодействующих ядовитых веществ (утверждены Министерством здравоохранения СССР 24.VI.1965 г. N 534-65). При этом аммиак должен храниться изолированно от хлора.
Хранение запасов хлорной извести допускается только в неповрежденной стандартной упаковке, в закрытых складских помещениях, сухих, затемненных и хорошо вентилируемых, при температуре воздуха не выше 20°С. Запрещается хранить в одном помещении с хлорной известью взрывчатые и огнеопасные вещества, смазочные масла, пищевые продукты, металлические изделия и баллоны с газом.
12. Органы санитарно-эпидемиологической службы в процессе плановых обследований водопроводов, а также по эпидемическим показаниям, (не реже одного раза в месяц) должны проверять правильность лабораторно-производственного контроля за качеством воды, в том числе правильность основных положений по методике обработки воды хлором, установленной администрацией водопровода (см. п. 8 настоящей инструкции).
Все замечания и предложения по улучшению санитарного состояния головных сооружений водопровода, по методике обработки и по улучшению качества воды должны вноситься в специальный журнал установленной формы, хранящийся на водопроводной станции.
13. В случае отсутствия ведомственной лаборатории (на водопроводах малой мощности) для производственного контроля за работой станции должна быть предусмотрена штатная должность лаборанта, который ведет наблюдение за правильностью хлорирования и выполняет простейшие анализы (содержание активного хлора в хлорной извести, в приготовленных хлорных растворах, определение остаточного хлора в воде и др.).
II. Хлорирование воды при местном водоснабжении
14. При местном водоснабжении, т.е. при использовании воды без разводящей сети труб, непосредственно из источника (колодцы, родники, открытые водоемы), хлорирование воды, требующей обеззараживания, производится обычно хлорной известью в чистых емкостях - резервуарах, бочках, баках или другой специальной таре. При этом необходимо соблюдать следующие условия:
а) хлорная известь вводится в воду в дозе, установленной опытным путем;
б) для надежного обеззараживания воды контакт ее с хлором должен быть летом не менее 30 мин., а зимой не менее 1 часа;
в) правильно прохлорированная вода должна содержать остаточный хлор в количестве 0,3-0,5 мг в литре.
Примечание: В исключительных случаях, при отсутствии других возможностей остаточный хлор можно определить качественно по посинению хлорированной воды от добавления к ней нескольких кристаллов йодистого калия и нескольких капель 1% раствора крахмала, а также по наличию в воде слабого запаха хлора.
15. Раствор хлорной извести готовится крепостью 1-5%, т.е. для приготовления раствора берется 10-50 г хлорной извести на 1 литр воды. При отсутствии весов можно пользоваться для отмеривания извести ложками, стаканами и другими предметами известной емкости, принимая вместимость чайной ложки 2-2,5 г хлорной извести, столовой ложки 9-12 г, стакана - 120 г.
Отмеренное количество хлорной извести высыпают в кружку или миску, добавляют к ней немного воды и растирают в сметанообразную массу без комков. Затем эту массу разбавляют нужным количеством воды и тщательно перемешивают. Приготовленный раствор хлорной извести употребляется для хлорирования после отстаивания. Содержание активного хлора в хлорной извести и подбор рабочей дозы хлора производится согласно.
16. В отдельных случаях, в зависимости от качества воды, с целью повышения надежности ее обеззараживания, рекомендуется применять перехлорирование, т.е. введение заведомо избыточных доз активного хлора с последующим удалением или химическим связыванием избытка хлора.
Перехлорирование производится следующим образом. В воду добавляют раствор хлорной извести из расчета не менее 10 мг/л активного хлора, а при обеззараживании загрязненных вод из открытых источников - не менее 20 мг/л активного хлора. Тщательно перемешав залитый в воду раствор хлорной извести с помощью деревянной лопаты или весла, оставляют воду в покое летом на 15 мин., зимой - на 30 мин. После этого проверяют запах воды: при сильном запахе хлора перехлорирование признается достаточным, при отсутствии запаха или очень слабом запахе хлора, необходимо повторить введение хлорной извести.
Для удаления избытка хлора (дехлорирования) воду фильтруют через активированный или обычный древесный уголь, а при отсутствии угля - добавляют в воду гипосульфит натрия (из расчета 3,5 мг гипосульфита на 1 мг активного остаточного хлора).
17. Дезинфекции шахтных колодцев и обеззараживание воды в них производится в соответствии с "Временной инструкцией по дезинфекции шахтных колодцев и обеззараживанию воды в них", утвержденной Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохранения СССР 18 января 1967 г. N 663-67.
III. Дезинфекция хлором водопроводных сооружений при их строительстве и эксплуатации
18. Дезинфекция водопроводных сооружений (скважин, резервуаров и напорных баков, отстойников, смесителей, фильтров, водопроводной сети) может быть профилактической (перед приемом в эксплуатацию новых сооружений, после периодической чистки, после ремонтно-аварийных работ), а также по эпидемическим показаниям (в случае загрязнения сооружений, в результате которого создается угроза возникновения водных вспышек кишечных инфекций).
19. Для повышения надежности дезинфекции и сокращения ее продолжительности рекомендуется применять растворы с концентрацией активного хлора 75-100 мг/л при контакте 5-6 часов. Возможно использование растворов с меньшей концентрацией активного хлора - 40-50 мг/л, но продолжительность необходимого контакта в этом случае увеличивается до 24 часов и более.
20. Перед дезинфекцией водопроводных сооружений во всех случаях обязательно производится их предварительная механическая очистка и промывка. Водопроводная сеть, очистка которой затруднительна, интенсивно промывается в течение 4-5 часов при максимально возможной скорости движения воды (не менее 1 м/сек.).
21. Дезинфекция артезианских скважин перед сдачей их в эксплуатацию выполняется в тех случаях, когда после их промывки качество воды по бактериологическим показателям не соответствует ГОСТ "Вода питьевая".
В процессе эксплуатации скважин необходимость дезинфекции возникает при обнаружении загрязнения воды непосредственно в скважине вследствие ее дефектов (в таких случаях дезинфекции должны предшествовать соответствующие ремонтные работы).
Дезинфекция проводится в два этапа: сначала надводной части скважины, затем - подводной части. Для обеззараживания надводной части в скважине на несколько метров ниже статического уровня устанавливают пневматическую пробку, выше которой скважину заполняют раствором хлора (или хлорной извести) с концентрацией активного хлора 50-100 мг/л, в зависимости от степени предполагаемого загрязнения. Через 3-6 часов контакта пробку извлекают и при помощи специального смесителя вводят хлорный раствор в подводную часть скважины с таким расчетом, чтобы концентрация активного хлора после смешения с водой была не меньше 50 мг/л. Через 3-6 часов контакта производят откачку до исчезновения в воде заметного запаха хлора, после чего отбирают пробу воды для контрольного бактериологического анализа.
Примечание: Расчетный объем хлорного раствора принимается больше объема скважин (по высоте и диаметру): при обеззараживании надводной части - 1,2-1,5 раза, подводной части - в 2- 3 раза.
22. Дезинфекцию резервуаров большой емкости рекомендуется проводить методом орошения. Раствор хлорной извести (или хлора) с концентрацией 200-250 мг/л активного хлора приготовляют из расчета 0,3-0,5 л на 1 м 2 внутренней поверхности резервуара. Этим раствором покрывают стены и дно резервуара путем орошения из шланга или гидропульта.
Через 1-2 часа дезинфицированные поверхности промывают чистой водопроводной водой, удаляя отработанный раствор через грязевой выпуск. Работа должна производиться в спецодежде, резиновых сапогах и противогазах; перед входом в резервуар устанавливают бачок с раствором хлорной извести для обмывания сапог.
Напорные баки малой емкости следует дезинфицировать объемным методом, наполняя их раствором с концентрацией 75-100 мг/л активного хлора. После контакта 5-6 часов раствор хлора удаляют через грязевую трубу и промывают бак чистой водопроводной водой (до содержания в промывной воде 0,3-0,5 мг/л остаточного хлора). Аналогичным способом производится дезинфекция отстойников, сместителей, а также фильтров после их ремонта и загрузки.
Контрольный бактериологический анализ после дезинфекции сооружений делается не менее 2 раз с интервалом, соответствующим времени полного обмена воды между взятием проб. При благоприятных результатах анализов сооружения могут быть пущены в эксплуатацию.
23. Дезинфекция водопроводной сети производится путем заполнения труб раствором хлора (или хлорной извести) с концентрацией от 75 - до 100 мг/л активного хлора (в зависимости от степени загрязнения сети, ее изношенности и санитарно-эпидемической обстановки). Введение хлорного раствора в сеть продолжают до тех пор, пока в точках, наиболее удаленных от места его подачи, будет содержаться активного хлора не менее 50% от заданной дозы. С этого момента дальнейшую подачу хлорного раствора прекращают и оставляют заполненную хлорным раствором сеть не менее чем на 6 часов. По окончании контакта хлорную воду спускают и промывают сеть чистой водопроводной водой. Условия сброса воды из сети определяются на месте по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы. В конце промывки (при содержании в воде 0,3-0,5 мг/л остаточного хлора) из сети отбирают пробы для контрольного бактериологического анализа. Дезинфекция считается законченной при благоприятных результатах двух анализов, взятых последовательно из одной точки.
Примечание: Расчетный объем хлорного раствора для обеззараживания сети определяется по внутреннему объему труб с добавлением 3-5% (на вероятный излив). Объем 100 м труб при диаметре 50 мм составляет 0,2 м 3 , 75 мм - 0,5 м 3 , 100 мм - 0,8 м 3 , 150 мм - 1,8 м 3 , 200 мм - 3,2 м 3 , 250 мм - 5 м 3 .
24. Промывка и дезинфекция водопроводных сооружений и сети производится силами и средствами строительной организации (перед пуском их в эксплуатации) или администрации водопровода (после ремонтно-аварийных работ) в присутствии представителей органов санитарно-эпидемиологической службы. Результаты работ оформляются актом, в котором указывается дозировка активного хлора, продолжительность хлорирования (контакта) и заключительной промывки, данные контрольных анализов воды. На основании этих материалов местные органы санитарно-эпидемиологической службы дают заключение о возможности пуска сооружений в эксплуатацию.
25. С изданием настоящей инструкции "Инструкция по обеззараживанию хозяйственно-питьевой воды хлором при централизованном и местном водоснабжении" N 203-56 от 26 января 1956 г. отменяется.
______________________________
* Подготовлена Институтом общей и коммунальной гигиены имени А.Н. Сысина АМН СССР.
** Под термином "обеззараживание" имеется в виду обработка воды, а под термином "дезинфекция" - обработка водопроводных сооружений и сетей дезинфицирующими средствами.
Приложение N 1
I. Определение содержания активного хлора и хлорной извести
Реактивы:
1. 10% раствор йодистого калия
2. Соляная кислота (1:5 по объему)
3. 0,01 Н раствор гипосульфита натрия
4. 0,5% раствор крахмала
Ход анализа: отвешивают 3,55 г хлорной извести, растирают в фарфоровой ступке с небольшим количеством воды и однородную кашицу и разбавляют еще немного водой. Затем жидкость сливают в мерную колбу, несколько раз споласкивают ступку, и доводят объем жидкости до 1 литра.
В колбу с притертой пробкой приливают 5 мл раствора йодистого калия, 5 мл соляной кислоты, 10 мл отстоявшегося раствора хлорной извести и 50 мл дистиллированной воды. При этом происходит выделение свободного йода, в количестве, эквивалентном содержащемуся в исследуемой извести активному хлору. Через 5 мин. выделившийся йод титруют 0,01 раствором гипосульфита до бледно-желтой окраски, затем добавляют 1 мл раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения синей окраски. Количество мл 0,01 Н раствора гипосульфита, израсходованное на титрование, прямо указывает % активного хлора в исследуемой хлорной извести.
II. Количественное определение остаточного активного хлора в водопроводной воде
Йодометрический метод
Реактивы:
1. Йодистый калий химически чистый кристаллический, не содержащий свободного йода.
Проверка. Взять 0,5 г йодистого калия, растворить в 10 мл дистиллированной воды, прибавить 6 мл буферной смеси и 1 мл 0,5% раствора крахмала. Посинения реактива быть не должно.
2. Буферная смесь: рН = 4.6. Смешать 102 мл молярного раствора уксусной кислоты (60 г 100% кислоты в 1 л воды) и 98 мл молярного раствора уксуснокислого натрия (136,1 г кристаллической соли в 1 л воды) и довести до 1 л дистиллированной водой, предварительно прокипяченой.
3. 0,01 Н раствор гипосульфита натрия.
4. 0,5% раствор крахмала.
5. 0,01 Н раствор двухромовокислого калия. Установка титра 0,01 Н раствора гипосульфита производится следующим образом: в колбу всыпают 0,5 г чистого йодистого калия, растворяют в 2 мл воды, прибавляют сначала 5 мл соляной кислоты (1:5), затем 10 мл 0,01 Н раствора двухромовокислого калия и 50 мл дистиллированной воды. Выделившийся йод титруют гипосульфитом натрия в присутствии 1 мл раствора крахмала, прибавляемого под конец титрования. Поправочный коэффициент к титру гипосульфита натрия рассчитывается по следующей формуле: К = 10/а, где а - количество миллилитров гипосульфита натрия, пошедшего на титрование.
Ход анализа:
а) ввести в коническую колбу 0,5 г йодистого калия;
б) прилить 2 мл дистиллированной воды;
в) перемешать содержимое колбы до растворения йодистого калия;
г) прилить 10 мл буферного раствора, если щелочность исследуемой воды не выше 7 мг/экв. Если щелочность исследуемой воды выше 7 мг/экв, то количество миллилитров буферного раствора должно быть в 1,5 раза больше щелочности исследуемой воды;
д) прилить 100 мл исследуемой воды;
е) титровать гипосульфитом до бледно-желтой окраски раствора;
ж) прилить 1 мл крахмала;
з) титровать гипосульфитом до исчезновения синей окраски.
Расчет: Содержание активного хлора в мг/л в исследуемой воде вычисляется по формуле:
Х = 3,55 ´ Н ´ К
где Н - количество мл гипосульфита, израсходованное на титрование,
К - поправочный коэффициент к титру гипосульфита натрия.
Ортотолидиновый метод
Реактивы:
1. 0,1% раствор ортотолидина - 1 г ортотолидина переносят в фарфоровую чашку, прибавляют 5 мл 20% соляной кислоты, растирают в пасту и прибавляют 150-200 мл дистиллированной воды. После растворения ортотолидина переводят раствор в литровый цилиндр, доводят до 505 мл дистиллированной водой и затем доводят до 1 л 2% соляной кислотой.
2. Шкала постоянных стандартов, имитирующая по цвету стандарты активного хлора. Приготовляют 2 раствора:
а) 15 г медного купороса (CuSО 4 ´ 5Н 2 О) и 10 мл крепкой серной кислоты растворяют в дистиллированной воде и доводят до 1 л.
б) 0,25 г бихромата калия (К 2 Cr 2 O 7) и 1 мл крепкой серной кислоты растворяют в дистиллированной воде и доводят до 1 л.
В цилиндры Несслера вносят указанное в таблице количество растворов "а" и "б", доводят до объема 100 мл дистиллированной водой. Стандарты хранят закупоренными не более 6 месяцев, оберегая от действия прямого солнечного света.
Активного хлора мг/л |
Раствор "а" мл |
Раствор "б" мл |
Ход анализа |
10,0 |
В цилиндр Несслера вносят 1 мл ортотолидина и 100 мл исследуемой воды, смешивают и оставляют в темном месте. Через 5-10 мин. сравнивают окраску со стандартной шкалой, просматривая сверху. Стандарт с совпадающей окраской указывает содержание активного хлора в воде мг/л. |
||
20,0 |
|||
30,0 |
|||
38,0 |
|||
45,0 |
|||
51,0 |
|||
58,0 |
|||
63,0 |
|||
67,0 |
|||
72,0 |
Примечание:
1) Исследуемая вода должна иметь комнатную температуру (около 20°С).
2) При наличии в исследуемой воде цветности применяют компенсацию окраски, просматривая сбоку.
III. Методика выбора рабочей дозы хлора для обеззараживания воды
В 3 банки наливают по 1 л исследуемой воды, подлежащей хлорированию. Затем в каждую банку прибавляют 1% раствор хлорной извести в количестве, ориентировочно указанном в таблице.
Природа источника и качество воды |
Для обеззараживания |
Потребное количество 1% раствора хлорной извести в л на 1 м куб. или в мл на 1 л |
||
г на 1 м куб. или мг на 1 л |
||||
активного хлора |
25% хлорной извести |
|||
Артезианские воды, воды чистых горных рек, осветленная, фильтрованная вода крупных рек и озер |
1-1,5 |
0,4-0,6 |
||
Прозрачная колодезная вода и фильтрованная вода малых рек |
1,5-2 |
0,6-0,8 |
||
Вода крупных рек и озер |
8-12 |
0,8-1,2 |
||
Загрязненная вода из открытых источников |
5-10 |
20-40 |
После добавления хлорной извести содержимое каждой банки тщательно перемешивают и оставляют в покое на 30 мин. Затем во всех банках определяют содержание в воде остаточного хлора и производят бактериологическое исследование.
Для определения остаточного хлора в колбу наливают 5 мл 10% раствора иодистого калия, 10 мл буферного раствора (см. описание йодометрического метода) и вводят пипеткой 200 мл хлорированной воды из банки. Выделившийся йод титруют 0,01 Н раствором гипосульфита до бледно-желтой окраски, добавляют 1 мл 0,5% раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения синей окраски. Содержание остаточного хлора в мг/л составляет 0,355 ´ 5Н, где Н - количество мл гипосульфита, израсходованное на титрование. В воду, оставшуюся в банках, после 30 минутного контакта с хлором, вводят по 1 мл 1% раствора гипосульфита натрия, предварительно стерилизованного кипячением (для связывания избытка хлора). После этого в воде определяют количество кишечных палочек и общее число бактерий в соответствии с правилами бактериологического анализа (ГОСТ 5215-50).
Оптимальной рабочей дозой хлора считается та, при которой количество сохранившихся кишечных палочек не превышает 3 в 1 л воды, а общее число бактерий - не более 100 в 1 мл. Содержание остаточного хлора должно быть при этом не более 0,5 мг/л.
Если во всех пробах исследуемой воды достаточный эффект обеззараживания не получен или содержание остаточного хлора превышает 0,5 мг/л, то опыт повторяют с большими или меньшими дозами хлора.
Примечание: В условиях местного водоснабжения, при отсутствии возможности проведения бактериологического анализа, доза хлора устанавливается на основании определения в воде концентраций остаточного хлора и определения интенсивности запаха хлорированной воды. В качестве рабочей дозы для хлорирования принимают ту дозу, при которой вода приобрела слабый запах хлора, а содержание в ней остаточного хлора находится на уровне 0,3-0,5 мг/л.
IV. Метод раздельного определения свободного и связанного (хлораминного) активного хлора
Реактивы:
1. 1% спиртовой раствор солянокислого парааминодиметиланилина (диметидпарафенилендиамин): 1 г растворяют в 100 мл этилового спирта (ректификата). Применяется в качестве индикатора.
2. Фосфатный буферный раствор РН=7,0 ´ 3,54 г однозамещенного фосфорнокислого калия (КН 2 РО 4) и 8,6 г двузамещенного фосфорнокислого натрия (Na 2 HPO 4 ´ 12H 2 О) растворяют в 100 мл дистиллированной воды.
3. 1% раствор йодистого калия: 1 г в 100 мл дистиллированной воды (хранить в склянке темного стекла).
4. 2,5% раствор щавелевой кислоты: 2,5 г в 100 мл дистиллированной воды.
5. 0,01 Н раствор сернокислого закисного железа (FeSO 4 ´ 7Н 2 О) готовится из основного 0,1 Н раствора путем разведения его в 10 раз дистиллированной водой. Для приготовления основного раствора отвешивают 28 г FeSO 4 ´ 7Н 2 О и переносят в мерную колбу (литровую), растворяют в дистиллированной воде, подкисляя раствор 2 мл серной кислоты (1:3), после чего доводят водой до метки.
Титр 0,01 Н раствора устанавливают по 0,01 Н раствору марганцовокислого калия: в колбу вводят 25 мл раствора FeSO 4 добавляют 2 мл серной кислоты (1:3) и титруют на холоду раствором KMnO 4 до розового окрашивания, не исчезающего в течение 30 сек.
Ход анализа:
а) В колбу со 100 мл исследуемой воды добавляют 1 мл буферного раствора и 2 мл индикатора. При наличии свободного хлора вода окрашивается в розовый цвет (вследствие образования семихинона). Сильно помешивая пробу, титруют раствором сернокислого железа до обесцвечивания (1-е титрование);
б) К той же пробе добавляют 1 мл йодистого калия. При наличии в воде монохлорамина выделяется эквивалентное количество йода, под действием которого вновь образуется розовое окрашивание.
Титруют пробу раствором сернокислого железа до обесцвечивания (2-е титрование).
в) После этого к той же пробе добавляют 1 мл щавелевой кислоты. Если в воде присутствует дихлорамин, снова наступает розовое окрашивание, при наличии которого титруют пробу раствором сернокислого железа до обеспечивания (3-е титрование).
Расчет производится по формуле:
Х = 0,355 ´ К ´ Н ´ 10, где
Х - концентрация в воде свободного, монохлораминного или дихлораминного хлора в мг/л.
Н - количество мл израсходованного раствора сернокислого железа соответственно: при титровании первом - для расчета свободного хлора, втором - монохлорамина, третьем - дихлорамина;
К - коэффициент титра раствора сернокислого железа. 0,355 - титр по активному хлору 0,01 Н раствова сернокислого железа при К =1,0;
10 - коэффициент для пересчета концетрации хлора на 1 л воды (при титровании 100 мл)
Пример: Коэффициент титра раствора сернокислого железа составляет 0,98, т.е. при установке титра на 25 мл сернокислого железа пошло 24,5 мл 0,01 Н раствора марганцевокислого калия. На 100 мл исследуемой воды израсходовано раствора сернокислого железа при титровании: первом - 0,1 мл, втором - 0,05 мл, третьем - 0 (после добавления щавелевой кислоты розового окрашивания не было). В исследуемой воде содержится: свободного хлора - 0,35 мг/л
Х = 0,355 ´ 0,98 ´ 0,1 ´ 10 и монохлорамина - 0,17 мг/л
Х = 0,355 ´ 0,98 ´ 0,05 ´ 10); дихлорамин отсутствует.
Приложение N 2
Основные меры по технике безопасности при хлорировании воды
1. При использовании жидкого хлора хлораторная размещается в изолированном помещении, которое должно иметь кроме входа из насосной станции, запасный выход с дверью, открывающейся из хлораторной наружу.
2. Помещение хлораторной оборудуется механической вентиляцией, обеспечивающей 12-кратный обмен воздуха в 1 час. Вытяжные отверстия для вентиляции располагаются не выше 30 см от пола, а выпускная труба вентилятора - на высоте 2 м выше конька крыши. Включение мотора вентилятора должно производиться из тамбура перед входом в хлораторную.
Примечание: Установки для аммонизации (баллоны с аммиаком, весы, расходомеры) должны быть размещены в отдельном помещении, изолированном от хлораторной. Помещение оборудуется вытяжной вентиляцией с отсосом воздуха под потолком.
3. В хлораторной должно быть хорошее освещение, естественное и электрическое, с такой установкой источников света, чтобы ясно были видны деления на шкале измерителя: расчетная температура воздуха в помещении должна быть не менее +18°.
4. В тамбуре перед входом в хлораторную размещаются шкафы для хранения спецодежды и противогазов (по одному на каждого обслуживающего), аптечка для оказания экстренной помощи, подушка с кислородом.
5. Баллоны с хлором устанавливаются на переносных вертикальных подставках, чтобы иметь возможность легко удалять их из помещения; воспрещается закреплять баллоны у стен. Баллоны, подключенные к хлораторам, устанавливаются на действующих весах с целью контроля за расходом хлора. Между редукционным вентилем рабочих баллонов и входным вентилем хлоратора обязательно помещается промежуточный баллон (рессивер) для очистки хлора перед выпуском его в хлоратор (газодозатор).
6. При входе в хлораторную необходимо включить вентилятор и убедиться в отсутствии характерного запаха хлора. Если ощущается запах хлора, следует надеть противогаз и принять меры к устранению утечки газа. Место утечки определяют, смачивая стыки соединений нашатырным спиртом, при взаимодействии с которым хлор образует белое облако.
7. Неисправные баллоны с хлором немедленно удаляют из хлораторной. Для их обезвреживания во дворе устраивается емкость глубиной 2 м и диаметром 1,5 м, наполненная раствором извести и имеющая подводку воды. Емкость должна иметь водонепроницаемые стены и дно, она размещается не ближе 10 м от выхода из хлораторной.
8. В хлораторной воспрещается курение.
9. Обогревание баллонов и хлоропроводящих трубок (при их замерзании) производится накладыванием тряпок, смоченных в горячей воде, воспрещается применять паяльные лампы, примуса, электроплитки.
10. Транспортирование хлора со склада в хлораторную производится автотранспортом или на рессорных повозках. Погрузка и разгрузка баллонов (или бочек) с хлором делается с особой осторожностью, не допуская ударов, повреждения вентилей, перекатывания баллонов ногой по земле. Баллоны укладываются на деревянные подкладки с вырезанными гнездами, хорошо укрепленные в кузове, в солнечную погоду закрываются брезентом для предохранения от нагрева.
11. При использовании хлорной извести рабочие растворы должны заготовляться в помещении, оборудованном вентиляцией, с обеспечением не менее 5-ти кратного обмена воздуха в час.
12. При заготовке растворов хлорной извести работы ведутся в противогазах и в спецодежде (халаты, комбинезоны, резиновые сапоги, перчатки).
13. После окончания работы должно быть обеспечено обмывание под душем.
Кафедра Экология и безопасность жизнедеятельности
Лабораторная работа № 18
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОГО ХЛОРА В ВОДЕ ТИТРОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Пенза 2010 г.
Цель работы – овладение спектрофотометрическим и титрометрическим методами определения остаточного активного хлора в водопроводной воде.
Термины и определения
Общий хлор - суммарная концентрация всех форм хлорноватистой кислоты, неорганических и органических хлораминов. Зависит от первоначальной дозы хлорирующего агента в процессе дезинфекции.
Связанный хлор - часть общего хлора, присутствующего в воде в виде органических и неорганических хлораминов.
Активный хлор - равновесная концентрация хлорноватистой кислоты, зависящая от рН и pК HClO при данной температуре.
Свободный хлор (остаточный хлор) + + - хлор, присутствующий в воде в виде хлорноватистой кислоты, ионов гипохлорита или растворенного молекулярного хлора.
Спектрофотометрия -метод анализа, основанные на измерении поглощения излучения молекулярной средой в видимой и ультрафиолетовой областях.
Оптическая плотность вещества - мера непрозрачности слоя вещества для световых лучей.
Титрование – процесс постепенного прибавления титрованного раствора, находящегося в бюретке, к определенному, точно отмеренному объему исследуемого раствора для определения концентрации вещества в последнем.
Титрованные растворы – растворы точно известной концентрации.
Теоретическая часть Характеристика и свойства хлора
При нормальных условиях хлор представляет собой газ желто-зеленого цвета с резким раздражающим специфическим запахом. При обычном давлении сжижается при -34" С. Тяжелее воздуха примерно в 2,5 раза.
Хлор реагирует со многими химическими соединениями с образованием хлоридов.
Взаимодействие его с углеводородами сводится к замещению одним атомом хлора атома водорода в молекуле. При взаимодействии с ненасыщенными неорганическими и органическими соединениями (СО, С 2 Н 4 и др.) хлор непосредственно присоединяется по месту двойной связи.
При растворении хлора в воде идет гидролиз с образованием хлорноватистой и хлористоводородной кислот.
Cl 2 + H 2 O→ HClO + HCl
Хлорноватистая кислота HClO постепенно распадается на хлористоводородную кислоту и свободный кислород.
HClO →HCl + O
На этом свойстве основано дезинфицирующее действие хлора в присутствий воды.
Хлоропоглощаемость воды представляет собой разность между дозой введенного в воду активного хлора и его концентрацией в воде через некоторый промежуток времени (обычно через 30 минут). Хлоропоглощаемость воды характеризует ее загрязненность органическими и некоторыми неорганическими (Fe 2+ , H 2 S, SO 3 2- , Na 2 S 2 O 3 и др.) веществами. Она зависит от концентрации этих загрязнений в воде, дозы хлора, времени взаимодействия, температуры, рН среды и других факторов. Вода, не содержащая веществ, взаимодействующих с хлором, хлоропоглощаемостью не обладает. В природных водоемах хлор присутствовать не должен.
Хлорирование воды - наиболее распространённый способ обеззараживания питьевой воды с применением газообразного хлора или хлорсодержащих соединений, вступающих в реакцию с водой или растворенными в ней солями. В результате взаимодействия хлора с протеинами и аминосоединениями, содержащимися в оболочке бактерий и их внутриклеточном веществе, происходят окислительные процессы, химические изменения внутриклеточного вещества, распад структуры клеток и гибель бактерий и микроорганизмов.
Наиболее важной проблемой хлорирования питьевой воды является высокая активность хлора, он вступает в химические реакции со всеми органическими и неорганическими веществами, находящимися в воде. В воде поверхностных источников находится огромное количество сложных органических веществ природного и антропогенного происхождения, которые образуют хлорсодержащие токсины, мутагенные и канцерогенные вещества и яды, в том числе диоксиды.
Данные вещества оказывают замедленное негативное воздействие на организм человека.
Побочный эффект от вредного воздействия хлора может быть вызван двумя способами: когда хлор проникает в организм через дыхательные пути, и когда хлор проникает через кожу
Также хлор может стать причиной болезни сердца, атеросклероза, анемии, повышенного давления. Помимо этого хлор сушит кожу, разрушает структуру волос, раздражает слизистую оболочку глаз.
С целью уничтожения микробов хлор вводят с избытком из того расчёта, чтобы через определенное время после хлорирования воды содержание остаточного хлора должно быть в пределах, указанных в таблице 1.
Таблица 1. Содержание остаточного хлора в воде после резервуаров чистой воды
по ГОСТ 2874-82
Если качество воды источника подвержено резким и быстрым изменениям, то хлорирование воды обычным методом может не обеспечить ее надежного обеззараживания. Периодическое ухудшение качества исходной воды может оказаться неучтенным лабораторией, вследствие чего снизится качество подаваемой в сеть воды. В таких случаях применяют хлорирование воды дозами хлора, значительно превышающими обычно требуемые для ее дезинфекции, т. е. так называемое перехлорирование. Дозу хлора в этом случае принимают равной 5-10 мг/л и более. Перехлорирование применяют так же, как меру борьбы с цветностью воды, с запахами и привкусами в природной воде. Также при эпидемиологических катастрофах проводится суперхлорирование с последующим дехлорированием воды. При перехлорировании хлор вводят в воду перед очистными сооружениями; при этом количество хлора, остающегося в воде после прохождения ею всех очистных сооружений, бывает еще настолько велико, что вызывает ухудшение ее вкуса. Поэтому при перехлорировании требуется последующее удаление избыточных количеств хлора из воды до подачи ее в сеть. Последний процесс называется дехлорированием и осуществляется введением в хлорированную воду веществ, способных связывать избыточный хлор. В качестве таких веществ можно применять гипосульфит-натрия (серноватисто-кислый натрий Na 2 S 2 O 3), сернистый газ SO 2 , сульфит натрия Na 2 SO 3 и др.
Йодометрический метод
Метод основан на окислении йодида активным хлором до йода, который титруют тиосульфатом натрия. Окислы, содержащиеся в воде, выделяют йод из йодистого калия, поэтому пробы воды подкисляют буферным раствором с рН 4,5.
Йодометрический метод предназначен для анализа воды с содержанием активного хлора более 0,3 мг/л. Метод может использоваться также для окрашенных и мутных вод.
· Калий йодистый KJ по ГОСТ 4232 х.ч., 10% водный раствор.
· Натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия) Na 2 S 2 O 3 водный по ТУ 6-09-2540, 0,005 н раствор.
· Ацетатная буферная смесь
· Крахмал водорастворимый по ГОСТ 10163, 0,5%-ный раствор, приготовленный по ГОСТ 4919.1.
· бюретка с краном
Ход работы
В 3 конические колбы с притертой пробкой вместимостью 250 мл вносят:
· 100 мл анализируемой водопроводной воды
· 5 мл 10%-ного раствора йодистого калия
· 5 мл ацетатной буферной смеси.
Содержимое колбы перемешивают. Выделившийся йод титруют 0,005 н. раствором серноватистокислого натрия до светло-желтой окраски, после чего прибавляют 1 мл 0,5%-ного раствора крахмала и раствор титруют до исчезновения синей окраски.
Результаты занести в таблицу
Обработка результатов.
Концентрацию С ах в мг/л вычисляют по формуле:
где: V – средний объем 0,005 н. раствора серноватистокислого натрия, израсходованный на титрование пробы воды, мл; N – эквивалентная концентрация рабочего раствора серноватистокислого натрия; 35,45 – эквивалентная масса хлора, V в - объем анализируемой пробы воды, мл.
За результат анализа принимают среднее арифметическое трех параллельных определений.
Для лаборантов
1. Приготовление 10%-ного раствора йодистого калия: 10 г йодистого калия растворяют в 90 мл свежеприготовленной и охлажденной дистиллированной воды.
2. Приготовление раствора буферной смеси: 102 1М уксусной кислоты (60г уксусной кислоты в 1 л воды) и 98 1М раствора уксуснокислого натрия (136,1 г уксуснокислого натрия в 1 л воды) наливают в мерную колбу вместимостью 1 л и доводят до метки дистиллированной водой.
3. Приготовление 0,1н раствора раствора серноватистокислого натрия: 25 г тиосульфата натрия растворяют в дистиллированной воде, добавляют 0,2 г углекислого натрия (Na 2 CO 3)доводят объем до 1л. Приготовление 0,005н раствора раствора серноватистокислого натрия: 50 мл 0,1 н раствора тиосульфата натрия разбавляют дистиллированной водой, добавляют 0,2 г углекислого натрия (Na 2 CO 3). доводят объем до 1л.
Определение свободного остаточного хлора титрованием метиловым оранжевым
Метод основан на окислении свободным хлором метилового оранжевого, в отличии от хлораминов, окислительный потенциал которых недостаточен для разрушения метилового оранжевого.
Используемые реактивы и оборудование.
· Колбы конические с притертыми крышками вместимостью 250 мл.
· Кислота соляная по ГОСТ 3118-67 плотностью1,19 г/см 3 .
· Метиловый оранжевый по ГОСТ 10816-64
· Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
· Бюретка с краном
Приготовление 0,005-ного раствора метилового оранжевого: 50 мг метилового оранжевого растворяют в дистиллированной воде, доводят до объема 1 л. 1 мл этого раствора соответствует 0,0217 мг свободного хлора.
Приготовление 5 н раствора соляной кислоты: в мерную колбу наливают дистиллированную воду, затем медленно добавляют 400 мл соляной кислоты и доводят дистиллированной водой до 1 л.
Ход работы
1. Заполнить бюретку 0,005 н раствором метилового оранжевого.
2. В 3 колбы отмерить по 100 мл анализируемой воды мерным сосудом.
3. Добавить в одну из колб с анализируемой водой 2-3 капли 5 н раствора соляной кислоты, перемешать.
4. Быстро оттитровать воду раствором метилового оранжевого до появления неисчезающей розовой окраски.
5. Повторить п.п 3 и 4 для двух оставшихся колб с анализируемыми пробами.
6.Полученные данные занести в таблицу
Обработка результатов
гдеV мо – объем раствора метилового оранжевого, израсходованного на титрование, мл;
0,0217 – титр раствора метилового оранжевого;
0,04 – эмпирический коэффициент;
V в – объем воды, взятый для анализа, мл
Сделайте вывод о соответствии полученной концентрации остаточного хлора в воде ПДК ГОСТ 2874-82
3. Контрольные вопросы
**.* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51593-2000 .
** На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51232-98 .
Хлороформ (трихлорметан).
Кислота салициловая.
Кислота уксусная ледяная по ГОСТ 61 .
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220 .
Крахмал растворимый по ГОСТ 10163 .
Натрий углекислый кристаллический по ГОСТ 84 .
Натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия) по ГОСТ 27068 .
Все реактивы, используемые в анализе, должны быть квалификации «чистые для анализа» (ч. д. а.).
Чашки фарфоровые выпарительные по ГОСТ 9147 .
Все реактивы, применяемые для анализа, должны быть квалификации чистые для анализа (ч. д. а.).
Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198 , х. ч.
Натрий фосфорнокислый двузамещенный безводный по ГОСТ 11773 .
Трилон Б (комплексон III, двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) по ГОСТ 10652 .
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 .
Диэтилпарафенилендиамин оксалат или сульфат.
Все реактивы, применяемые для анализа, должны быть квалификации «чистые для анализа» (ч. д. а.).
4.3 . Подготовка к анализу
4.3.1. Приготовление стандартного раствора соли Мора
1,106 г соли Мора Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 · 6H 2 O растворяют в дистиллированной воде, подкисляют 1 см 3 25 %-ного раствора серной кислоты H 2 SO 4 и доводят свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной водой до 1 дм 3 . 1 см 3 раствора соответствует 0,1 мг активного хлора. Если определение проводится в 100 см 3 воды, то количество миллилитров соли Мора, израсходованное на титрование, соответствует мг/дм 3 хлора, или монохлорамина или дихлорамина. Раствор устойчив в течение месяца. Хранить его следует в темном месте.
4.3.2. Приготовление фосфатного буферного раствора
К 2,4 г фосфорнокислого натрия двузамещенного Na 2 HPO 4 и 4,6 г фосфорнокислого калия однозамещенного КН 2 РО 4 приливают 10 см 3 0,8 %-ного раствора трилона Б и доводят дистиллированной водой до 100 см 3 .
4.3.3. Приготовление индикатора диэтилпарафенилендиамин (оксалат или сульфат) 0,1 %-ного раствора
0,1 г диэтилпарафенилендиамина оксалата (или 0,15 г соли сульфата) растворяют в 100 см 3 дистиллированной воды с добавлением 2 см 3 10 %-ного раствора серной кислоты. Раствор индикатора следует хранить в склянке из темного стекла.
4.4 . Проведение анализа
4.4.1. Определение содержания свободного хлора
В коническую колбу для титрования помещают 5 см 3 фосфатного буферного раствора, 5 см 3 раствора индикатора диэтилпарафенилендиамин оксалата или сульфата и приливают 100 см 3 анализируемой воды, раствор перемешивают. В присутствии свободного хлора раствор окрашивается в розовый цвет, его быстро титруют из микробюретки стандартным раствором соли Мора до исчезновения окраски, энергично перемешивая. Расход соли Мора, пошедший на титрование (А, см 3), соответствует содержанию свободного хлора, мг/дм 3 .
При наличии в анализируемой воде значительных количеств свободного хлора (более 4 мг/дм 3) для анализа следует брать менее 100 см 3 воды, так как большие количества активного хлора могут разрушить полностью индикатор.
4.4.2. Определение содержания монохлорамина
В колбу с оттитрованным раствором добавляют кристаллик (2 - 3 мг) йодистого калия, раствор перемешивают. В присутствии монохлорамина мгновенно появляется розовая окраска, которую тотчас же оттитровывают стандартным раствором соли Мора. Количество миллилитров соли Мора, пошедших на титрование (B , см 3), соответствует содержанию монохлорамина, мг/дм 3 .
4.4.3. Определение содержания дихлорамина
К оттитрованному раствору после определения содержания монохлорамина вновь добавляют около 1 г йодистого калия, перемешивают до растворения соли и оставляют раствор стоять в течение 2 мин. Появление розовой окраски свидетельствует о наличии в воде дихлорамина. Раствор титруют стандартным раствором соли Мора до исчезновения окраски. Расход соли Мора (С , см 3) соответствует содержанию дихлорамина, мг/дм 3 .
4.5 . Обработка результатов
Х 3 = A + B + C ,
где А - содержание свободного хлора, мг/дм 3 ;
В - содержание монохлорамина, мг/дм 3 ;
С - содержание дихлорамина, мг/дм 3 .
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 25.10.72 № 1967
2. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
3. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссыпка |
Термины и определения
Свободный хлор- хлор, присутствующий в воде в виде хлорноватистой кислоты ион гипохлоритов или растворенного элементарного хлора.
Связанный хлор- часть общего хлора присутствующая в воде в виде хлораминов и органических хлораминов.
Общий хлор-- хлор, присутствующий в воде в виде свободного хлораили связанного или обоих вместе.
Хлорамины- производные аммиака, образованные путём замещения одного, двух или трех атомов водорода атомами хлора (монохлорамин NH 2 Cl, дихлорамин NHCl 2 , трихлорид азота NCl 3) и все хлорированные производные соединения органического азота определённые по ИСО 7393-1
Таблица 2
Термины и их синонимы, относящиеся к соединениям хлора в воде
Методы определения хлора в воде
Титриметрический метод
ИСО 7393-1 устанавливает титриметрический метод с использованием N 2 N-диэтил-1,4-фенилендиаминсульфата (ЦПВ-1) для определения свободного и общего хлора в воде (от 0,0004 до 0,07 ммоль/л или от 0,03 до 5 мг/л).
Морская вода и вода, содержащая бромиды и йодиды, составляют группу веществ, для анализа которых необходимы особенные методики.
Данный метод применяют для обычных концентраций общего хлора в питьевой воде в пересчете на хлор (Cl 2),а при более высоких концентрациях контроль проводят путем разбавления проб.
Для концентраций свыше 0,07 ммоль/л можно применять метод, описанный в ИСО 7393-3
Сущность метода заключается во взаимодействии свободного хлора с ЦПВ-1 с образованием при рН 6,2-6,5 соединения красного цвета. Затем проводят титрирование соединения стандартным раствором соли Мора до исчезновения красного цвета.
Реактивы
Вода, не содержащая окисляющих и восстанавливающих веществ. Чтобы получить воду нужного качества, деминерализованную или дистиллированную, воду сначала хлорируют до концентрации хлора 0,14 ммоль/л (10 мг/л) и хранят в плотно закрываемой стеклянной бутыли для кислот. Затем воду дехлорируют ультрафиолетовым излучением или солнечным светом в течение нескольких часов или активированным углём. Окончательно проверяют качество, применяя методику описанную ниже:
в две конические колбы вместимостью 250 мл помещают последовательно: а) в первую - 100 мл воды, качество которой нужно определить, и около 1 г иодида калия; перемешивают и через 1 мин добавляют 5 мл буферного раствора или 5 мл реактива ЦВП-1.
б) во вторую - 100 мл воды, качество которой необходимо проверить, добавив одну или две капли раствора гипохлорита натрия, затем через 2 мин 5 мл буферного раствора или 5 мл реактива ЦВП-1.
В первой колбе не должно происходить окрашивание, в то время как во второй появляется бледно-розовая окраска.
Буферный раствор рН 6,5 . Последовательно растворяют в воде 24 г безводного двухзамещенного фосфорита натрия (Na 2 НPO 4) или 60,5 г двенадцативодного двухзамещенного фосфорита натрия (Na 2 PO 4 *12H 2 O) или 46 г однозамещенного фосфата калия (KH 2 PO 4). Добавляют 100 мл раствора трилона Б концентрацией 8 г/л (или 0,8 г твердого вещества).
Если нужно добавляют 0,020 г хлорида ртути (II)(HgCl 2), чтобы предотвратить рост плесени и мешающее влияние следов иодида в реактивах при проведении испытаний на имеющийся свободный хлор.
Полученный раствор разбавляют до 1 л перемешивают.
Раствор ЦВП-1, 1,1 г/л. Смешивают 250 мл воды, 2,1 мл серной кислоты (g =1,84) и 25 г раствора трилона Б концентрацией 8 г/л (или 0,2 твердого вещества). В этой смеси растворяют 1,1 г безводного ЦВП-1 или 1,5 г пентагидрата ЦВП-1, разбавляют водой до 1 л и перемешивают.
Реактив хранят в темной бутылке, защищенной от нагревания. Раствор обновляют через месяц хранения или после его обесцвечивания.
Кристаллы иодид калия
Соль Мора, основной раствор - 0,056 моль/л. Растворяют 22 г гексагидрата аммоний-сернокислого железа (II) (соли Мора) приблизительно в 250 мл воды, содержащей примерно 5 мл серной кислоты (g =1,84) в мерной колбе вместимостью 1 л. Разбавляют водой до метки и перемешивают. Хранят в затемненной склянке.
Стандартный раствор перед использованием или ежедневно при большом количестве определений готовят следующим образом:
в мерную коническую колбу 250 мл помещают 50 мл основного раствора соли Мора, приблизительно 50 мл воды, 5 мл ортофосфорной кислоты (g =1,71), и 4 капли индикатора дефениламинсульфоната бария. Титруют раствором бихромата калия. Конечная точка титрования наступает, когда одна капля вызывает интенсивное темно-красное окрашивание, которе не изменяется после последующего добавления раствора бихромата калия.
Концентрацию (C 1 ) Cl 2 , выраженную в ммоль/л, вычисляют по формуле:
C 1 =V 2 *(C 2 /V 1 ),
где C 2 - концентрация стандартного раствора бихромата калия, в данном случае 100 ммоль/л;
V 1 - объем основного раствора соли Мора, мл; в данном случае 50 мл;
V 2 - объем стандартного раствора бихромата калия, использованный при титровании, мл.
Примечание. Когда V 2 становится меньше чем 22 мл, готовят свежий раствор.
Стандартный раствор соли Мора, с - 2,8 ммоль/л.
Помещают 50 мл свежестандартизированного основного раствора в мерную колбу вместимостью 1 л. Разбавляют до метки и перемешивают. Помечают темную бутылку.
Такой раствор готовят по мере необходимости или ежедневно, если делают большое количество определений.
Концентрацию (C 1 ) Cl 2 , выраженную в ммоль/л, вычисляют по уравнению:
C 1 =C 1 /20
Раствор арсената натрия (NaAsO 2) c=2г/л, или раствором тиоацетамида (CH 3 CSNH 2).
Раствор хлорноватистого натрия , с(Cl 2), около 0,1 г/л. Готовят путем разбавления концентрированного раствора хлорноватистого натрия.
Раствор индикатора дефениламинсульфоната бария , 3 г/л. Разбавляют дефениламин-сульфонат бария [(C 2 H 5 -NH-C 2 H 4 SO 3)Ba] в 100 мл воды.
Стандартный раствор бихромата калия , с(1/6K 2 Cr 2 O 7)=100 ммоль/л. Взвешивают в точности до миллиграмма 4,904 г безводного бихромата калия. Растворяют в мерной колбе вместимостью 1 л.
Приборы и оборудование
Используется обычное лабораторное оборудование и микробюретку вместимостью до 5 мл с делением 0,02 мл.
Необходимую посуду готовят путем заполнения ее хлорноватистого натрия, затем через 1 час тщательно ополаскиваю водой. Во время исследований одну партия посуды следует иметь для определения свободного хлора, а другую для определения общего хлора, чтобы избежать загрязнения.
Методика определения
Определение начинают сразу же после отбора проб. Во всех случаях следует избегать яркого света, взбалтывания, подогрева.
Берут две исследуемые порции, каждую по 100 мл. Если концентрация превышает 0,07 ммоль/л (5 мг/л), необходимо брать меньший объем исследуемой пробы или разбавлять водой до 100 мл.
Определение свободного хлора
Быстро помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, последовательно 5 мл буферного раствора, 5 мл реактивного раствора ЦВП-1 и первую исследуемую порцию. Перемешивают и сразу же титруют до обесцвечивания раствором соли Мора. Записывают объем V 3
Определение общего хлора
Быстро помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, последовательно 5 мл буферного раствора, 5 мл реактивного раствора ЦВП-1, вторую порцию и около 1 г иодида калия.
Перемешивают и через 2 мин титруют до обесцвечивания раствором соли Мора. Если в течении 2 мин наблюдается изменения окраски, то продолжают титровать до обесцвечивания. Записывают объем V 4 мл, использованный при титрировании.
Если качество воды не известно, возможна сильно кислая или сльно щелочная, или же вода с высоким содержанием солей, то следует убедиться, что объем добавленного буферного раствора достаточно для доведения рН воды до 6,2-6,5. Если же этого нет, используют большой объем буферного раствора.
Если в пробе присутствует марганец, то определяют влияние окисленного марганца, выполняя дополнительное определение. Используют порцию исследуемой пробы, предварительно обработанной раствором арсенита натрия или тиоацетамида, чтобы нейтрализовать все окисленные соединения, кроме окисленных соединений марганца. Для этого исследуемую порцию помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, добавляют 1 мл раствора арсенита натрия или раствором тиоацетамидаи перемешивают. Вновь добавляют 5 мл буферного раствора и 5 мл реактива ЦВП-1. Сразу же титруют до обесцвечивания раствором соли Мора. Записывают объем V 5 , мл, соответствующий окисленному марганцу.
Выражение результатов
Расчет концентрации свободного хлора
Концентрацию свободного хлора c(Cl 2 )
c(Cl 2 )=(c 3 (V 3 -V 2 ))/V 5
где c 3 -концентрация раствора соли Мора, ммоль/л;
V 2 -объем исследуемой пробы, мл;
V 3 - объем раствора соли Мора, используемый при титрировании, мл;
V 5 - объем соли Мора, используемый для устранения влияния марганца. При отсутствии марганца V 5 =0 мл.
Расчет концентрации общего хлора
Концентрацию общего хлора c(Cl 2 ) , выраженную в ммоль/л, вычисляю по уравнению:
c(Cl 2 )=(c 3 (V 4 -V 3 ))/V 5
где V 4 - объем раствора соли Мора, используемый при титровании, мл.
Переход от молярной концентрации к массовой. Концентрация хлора, выраженная в моль/л, может быть выражена в г/л умножением на коэффициент пересчета 70,91.
Мешающее влияние
Могут быть выделены два вида мешающих влияний.
- 1)Мешающее влияние соединений хлора, содержащих диоксид хлора. Эти влияния могут корректироваться путем определения диоксида хлора в воде.
- 2)Мешающее влияние других соединений, кроме соединений хлора. Окисление ЦВП-1 вызывается не только соединениями хлора. В зависимости от концентрации и потенциала химического окисления реактив подвергается воздействию и других окислителей. Особенно следует упомянуть следующие вещества: бром, йод, бромамиды, иодамиды, озон, перекись водорода, хромат, окисленный марганец, нитрат, железо (III) и медь. При наличии меди (II) (менее 8 мг/л) и ионов железа (III) (менее 20 мг/л) помехи устраняют добавлением трилона Б в буферный раствор и в раствор ЦВП-1.
Отчет об определении
Метод иодиметрического титрирования
ИСО 7393-3 устанавливает метод иодиметрического титрирования для определения общего хлора в воде.
Некоторые вещества оказывают мешающие в ходе определения, о чем будет сказано ниже.
В приложении стандарта представлен метод прямого титрирования. Его обычно применяют для определения концентраций хлора выше 7 мкмоль/л (0,5 мг/л) в обработанной питьевой воде.
Сущность метода заключается во взаимодействии проб воды с общим хлором и раствором иодида калия с выделением свободно йода, который сразу же восстанавливается известным избытком стандартного раствора тиосульфата, предварительно добавленного в раствор. Затем титруют избытком тиосульфата стандартным раствором иодида калия.
Реактивы
Вода , не содержащая хлора и других восстанавливающих веществ.
Кристаллы иодида калия (KI).
Раствор фосфорной кислоты (H 3 PO 4), приблизительно 0,87 моль/л. Растворяют 64 г фосфорной кислоты, охлаждают и разбавляют до 1 л.
Стандартный титрированный раствор иодида калия, с(1/6KIO 3)=10 ммоль/л. Взвешивают 0,36 г с точностью до 1 г сухого иодида калия.
Стандартный титрированный раствор тиосульфата натрия с(Na 2 S 2 O 3 *5H 2 O)=10ммоль/л. Растворяют 2,48г тиосульфата натрия приблизительно в 250мл воды в мерной колбе вместимостью 1л, разбавляют до метки водой и перемешивают.
Проверку титра раствора проводят ежедневно или непосредственно перед использованием следующим образом: помещают 200мл воды в коническую колбу вместимостью 500 мл. Добавляют приблизительно 1г иодида калия, затем вводят с помощью пипетки 10мл раствора тиосульфата натрия, 2мл фосфорной кислоты и 1 мл раствора крахмала. Сразу же титруют стандартным титрованным раствором иодида калия до появления синей окраски, сопровождающейся не менее 30с. Записывают объем иодида калия, использованный на титрирование. Титр С 1 раствора тиосульфата натрия, выраженный в ммоль/л вычисляют по уравнению
С 1 =(V 2 -С 2 )/V 1
Где С 2 - концентрация стандартного титрированного раствора иодида калия, ммоль/л
V 1 - объем раствора тиосульфата натрия, использованный при установлении титра, мл (V1=10мл)
V 2 - объем стандартного титрированного раствора иодида калия, использованного при титрировании, мл
Раствор крахмала, 5 г/л или подобный индикатор, выпускаемый в промышленности.
Приборы и оборудования
Используют обычное лабораторное оборудование и бюретку с тонким наконечником со скоростью подачи 30капель/мл, объемом до 25мл с ценой деления 0,05мл.
Нужную посуду готовят, заполняя её раствором гипохлорита натрия с=0,1г/л, затем через 1 час тщательно ополаскивают дистиллированной водой и водой, не содержащей хлора.
Методики определения
Определение начинает сразу же после отбора проб. При проведении анализа следует избегать воздействия на пробу яркого света, перемешивания, подогрева.
Отбирают исследуемую порцию (V6), объем котрого не превышает 200мл, содержащую не более чем 0,21 ммоль/л (15г/л) общего хлора. Если количество общего хлора превышает эту концентрацию, разбавляют исследуемую порцию водой и отбирают часть исследуемой порции, объем которой не превышает 200мл.
Помещают исследуемую порцию в коническую колбу вместимостью 500мл. Добавляют поочередно 1г иодида калия, 2мл фосфорной кислоты и с помощью пипетки 10мл (V4) стандартного раствора тиосульфата натрия и затем 1мл раствора крахмала. Реагенты должны вводиться в строго определенной последовательности, так как в противном случае может иметь место нестехиометрическое превращение гипохлорита при воздействии тиосульфата.
Сразу же титруют стандартным титрированным раствором иодида калия до установления постоянной синей окраски в течении 30с., записывают объем иодида калия использованный на титрирование (V3)
Выражение результатов
Концентрация общего хлора c(Cl 2 ), выраженную ммоль/л, вычисляют по формуле
c(Cl 2 )=(V 4 * С 1 - V 3 * С 1 )/(V 2 * V 4 )
где С1 - фактическая концентрация стандартного титрированного раствора тиосульфата натрия, ммоль/л
V2 - объем исследуемой порции перед разбавлением (если оно было), мл
V3 - объем стандартного раствора иодида калия, используемый на титрирование, мл
V4 - объем стандартного раствора тиосульфата натрия, использованный на титрирование, мл (V4=10).
Мешающие явления
Окисление иодида-иона до иона вызывается не только хлором. В зависимости от концентрации и химического потенциала окисления вызывают все окислители. Поэтому данный метод может применяться только при отсутствии других окисляющих веществ; особо следует отметить бром, йод, бромамины, йодамины, озон, перекись водорода, перманганат, иодат, бромат, хромат, диоксид хлора, хлорит, окисленный марганец, нитрит, ионы железа (III), ионы меди (II) и марганца (III).
Отчет об определении
Отчет об определении должен содержать следующую информацию:
- а) ссылку на международный стандарт ИСО 7393-1
- б) всю информацию, необходимую для полной идентификации пробы
- в) результаты и использованный метод их выражения
- г) детали какого-либо процесса, не включенные в данный стандарт или рассматриваемые как не обязательные совместно с какими-либо подробностями, которые могут повлиять на результат.