- •Химия окружающей среды
- •Химия окружающей среды
- •Оглавление
- •Введение
- •I. Химия атмосферы
- •Лабораторная работа № 1
- •Определение содержания азота и кислорода в атмосферном воздухе
- •Методом газовой хроматографии
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Лабораторная работа № 2 Определение содержания углекислого газа в атмосферном воздухе и в воздухе помещения
- •Порядок выполнения работы:
- •Требования к отчету
- •Лабораторная работа № 3 Определение концентрации аммиака в воздухе помещения
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Вопросы для самоподготовки
- •II. Химия гидросферы Лабораторная работа № 4 Определение рН, кислотности и щелочности воды
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Лабораторная работа № 5 Определение сухого и прокаленного остатков и жесткости воды
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Лабораторная работа № 6 Определение содержания анионов в поверхностных водах
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Лабораторная работа № 7 Определение окисляемости природных вод
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Вопросы для самоподготовки
- •III. Химия литосферы Лабораторная работа № 8 Катионообменная способность почв
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Лабораторная работа № 9 Определение содержания в почве подвижного алюминия
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Лабораторная работа№ 10 Определение содержания гумусовых веществ в почве
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Лабораторная работа № 11 Определение нитрифицирующей способности почвы
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Порядок выполнения работы
- •Вопросы для самоподготовки
- •IV. Миграции элементов и соединений в биосфере
- •Лабораторная работа № 13
- •Исследование процессов фотосинтеза и влияния токсичных
- •Соединений на фотосинтезирующую деятельность водорослей
- •Последовательные стадии фотосинтеза
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Вариант 2 Исследования фотосинтезирующей деятельности земных водорослей и влияние токсичных соединений на фотосинтез водорослей
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лабораторная работа № 14 Определение содержания нитратов в растительных объектах
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Основные величины и единицы измерения ионизирующего излучения
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лабораторная работа № 16 Уменьшение содержания хлорофилла в листьях растений – биоиндикационный признак неблагоприятных условий среды
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Результаты анализа
- •Вопросы для самоподготовки
- •Критерии оценки загрязненности поверхностных вод
- •Характеристика индикаторов
- •Важнейшие индикаторы
- •Распределение нитратов в растениях, мг/кг сырой массы
- •Величины хпк, бпк5 и рН в водоемах с различной степенью загрязненности
- •Накопление радионуклидов в биологических объектах
- •Основные термины и определения
- •Библиографический список
- •Химия окружающей среды
- •280201 – Охрана окружающей среды и рациональное
- •308012, Г. Белгород, ул. Костюкова, 46
Порядок выполнения работы
Определение общей кислотности
К 50...100 мл анализируемой воды прибавляют 10 капель раствора фенолфталеина и титруют раствором щелочи на белом фоне до появления розового неисчезающего окрашивания.
Определение свободной кислотности
К 50...100 мл анализируемой воды прибавляют 5-6 капель метилового оранжевого и титруют пробу раствором щелочи до изменения окраски индикатора.
Определение свободной и общей щелочности
К пробе воды (~100 мл) добавляют 2...3 капли раствора фенолфталеина и титруют 0,1 н. раствором кислоты до исчезновения окраски. Записывают объем кислоты, пошедшей на титрование. Затем к пробе добавляют 3 капли метилоранжа и титруют до перехода окраски из соломеннo-желтой в ярко-оранжевую.
Потенциометрическое определение рН, кислотности и щелочности воды
В стаканчик с 50...100 мл воды погружают электроды – стеклянный хлорсеребряный и определяют по шкале прибора величину рН воды. Затем титруют, постепенно прибавляя при перемешивании по 0,5 мл раствора щелочи до тех пор, пока значение рН не достигает 10. По результатам титрования строят график в координатах рН = f(Vщ) и по изгибам на графике находят объем щелочи, характеризующий свободную и общую кислотность.
Хорошо отмывают электроды в дистиллированной воде, сушат фильтровальной бумагой и погружают в стаканчик с другой пробой воды. Прибавляя по 0,5 мл раствора кислоты, доводят значение рН ~ до 3. По результатам титрования строят график и по изгибам графика определяют количество кислоты, характеризующее свободную и общую щелочность.
Сравнивают значения, полученные при титровании с помощью индикатора, и при потенциометрическом титровании.
Требования к отчету
В отчете приводят название, цель и сущность работы, графики рН = f(Vщ) ; рН =f(Vк) результаты расчета кислотности и щелочности воды, делают предположения о процессах, протекающих в исследуемой воде.
Лабораторная работа № 5 Определение сухого и прокаленного остатков и жесткости воды
Сухой остаток – это масса остатка, полученная при выпаривании пробы воды и высушивании при 103...105 °С до постоянной массы. Масса сухого остатка характеризует приближенно суммарное количество органических и минеральных соединений, содержащихся в пробе воды.
Сухой остаток в воде источника хозяйственно-питьевого назначения и в питательной воде не должен превышать 1000 мг/л, так как употребление человеком воды с повышенным солесодержанием вызывает различные заболевания. По общей минерализации различают следующие типы вод: ультрапресные – < 0,2 г/л; пресные – 0,2 …0,5 г/л; с относительно повышенной минерализацией – 0,5 … 1,0 г/л; солоноватые – 1,0 …3,0 г/л; соленые – 3,0 …10,0 г/л; с повышенной соленостью 10,0 …35,0 г/л; переходные к рассолам – 35,0 …50,0 г/л; рассолы – 50,0 …400 г/л.
Прокаленный остаток – это масса вещества, оставшегося после прокаливания сухого остатка при температуре 600 °С. Прокаленный остаток характеризуется приближенным содержанием минеральных соединений, содержащихся в исследуемой пробе, т.к. органические вещества выгорают (окисляются до простых неорганических соединенийH2O,CO2,NOx,SO2). По разнице в массах сухого и прокаленного остатка можно судить о приближенном содержании органических соединений в исследуемой воде.
Катионы Са2+, Мg2+ и тяжелых металлов обусловливают жесткость воды. Поскольку в природных водах значительно преобладают ионы Са2+и Мg2+(40% от общего содержания катионов), то общую жесткость природных вод характеризуют суммой концентраций этих ионов в воде, выраженной в мг-экв/л. Ионы Са2+и Мg2+ связаны в воде с анионами НСО3-,SO42-,Cl-,CO32-и др. Жесткость воды, обусловленную наличием гидрокарбонатов и карбонатов магния и кальция, называют карбонатной жесткостью. Карбонатную жесткость называют также временной или устранимой, поскольку ее можно удалить кипячением воды. При кипячении образуются малорастворимые и нерастворимые карбонаты, выпадающие в осадок. Жесткость воды, обусловленную содержанием гидроксидов, хлоридов, сульфатов, нитратов, фосфатов и других соединений, называют некарбонатной жесткостью. Некарбонатная жесткость является постоянной или неустранимой, так как соединения, определяющие этот вид жесткости, при кипячении не образуют малорастворимые осадки и не удаляются кипячением.
Жесткость природных вод зависит от контактирующих с ними пород, климатических условий. Наиболее мягкими являются воды атмосферных осадков (0,07...0,1 мг-экв/л). Очень малую жесткость имеют воды Карелии, т.к. они омывают трудно растворимые гранитные породы. Грунтовые воды Донбасса, Белгородской области имеют высокую жесткость (18...20 мг-экв/л) поскольку формируются под воздействием меловых и доломитовых пород. По величине общей жесткости воды делятся на следующие группы, мг-экв/л: очень мягкая – 1,5, мягкая – 1,5...3,0, средней жесткости – 3,0...5,4, жесткая – 5,4... 10,7, очень жесткая – более 10,7.
Обычно принимают, что общая жесткость питьевой воды не должна превышать 7 мг-экв/л. Для большинства живых организмов более благоприятны воды умеренной жесткости, т.к. с водой в организм поступает необходимое количество кальция. В этом отношении мягкие воды менее желательны.
Цель работы:ознакомиться с содержанием основных групп соединений, содержащихся в воде, и простейшими методами их определения.
Оборудование: муфельная печь, сушильный шкаф, водяная база, аналитические весы, фарфоровые иди кварцевые чашки на 50 мл.
Реактивы:0,1 н. раствор трилона Б, раствор серной кислоты, аммиачная буферная смесь, раствор индикатора темно-синего хрома, раствор индикатора метилового оранжевого.