6.4. Кондуктометрия

Измерение электропроводности используется для определения качества воды, так как электропроводность определяется вкладами электропроводностей всех ионов в растворе. Чаще всего кондуктометрия используется для кондуктометрического титрования. Применимо к реакциям кислотно-основным или осадительным, которые сопровождаются заметным изменением электропроводности вследствие образования слабо диссоциирующих электролитов или малорастворимых соединений. Пример: HCl+NaOH=NaCl+H₂O. В точке эквивалентности титрования образуется слабо диссоциированная вода, и электропроводность уменьшается. Дальнейшее добавление NaOH приводит к росту электропроводности.

Лекция 7. Обзор методов анализа окружающей среды.

7.1. Атмосфера

Атмосфера загрязнена неорганическими газами (CO, NO, NO₂, NH₃, SO₂ и др.), парами органических веществ, а также аэрозолями (пыль, туман, дым). Фотохимические реакции, протекающие под действием света, приводят к образованию дополнительных токсичных веществ.

Контроль состава воздуха осуществляется с помощью автоматических газоанализаторов, определяющих содержание отдельных компонентов. Лазерные дистанционные анализаторы (лидары) могут определить концентрацию различных газов в воздухе и концентрацию озона в верхних слоях атмосферы. Они представляют собой спектрометры, источник излучения - лазер с перестраиваемой длиной волны, детектор находится на расстоянии либо луч отражается специальным удалённым зеркалом и попадает в детектор. Можно изучать спектр поглощения до расстояния нескольких километров. Измеряется спектр поглощения в диапазоне ИК или изучается спектр комбинационного рассеяния, собираемого параболическим зеркалом. Промышленность выпускает приборы, способные определять одновременно до 10 газов, таких как CO₂, O₃, NH₃, C₆H₆, SO₂, SF₆, фреоны. Определению не мешает пыль, пары воды и аэрозоли.

Другие методы требуют отбора проб воздуха жидкими поглотительными растворами или зернеными сорбентами (кремнезем, активированный уголь, полимерные сорбенты). Аэрозоли собирают на бумажных, мембранных или стеклянных фильтрах. Жидкие поглотители имеют различный состав: вода, кислоты, органические растворители, смешанные растворители.

Если концентрация исследуемого вещества мала, прокачивают большие объемы воздуха через трубку, заполненную сорбентом (уголь, кремнезем, цеолиты, полимерные сорбенты, а также K₂CO₃, CuSO₄, CaCl₂ и др.). Твердые сорбенты селективно поглощают отдельные вещества; например, цеолиты избирательно улавливают различные углеводороды. Для анализа нестабильных соединений применяют замораживание (криогенное концентрирование ) жидким азотом или другими охладителями.

Пыль отделяют электростатическим осаждением. Сконцентрированные на твердом сорбенте вещества далее разделяют с помощью экстракции и других методов. Для анализа применяют хроматографию, атомно-эмиссионную и атомно-абсорбционную спектроскопию, масс-спектрометрию.

7.2. Природные и сточные воды.

Содержат большое число неорганических и органических веществ, как в виде раствора, так и в виде коллоидных растворов, суспензий и эмульсий. Вредные примеси - соли тяжелых металлов, пестициды, фенолы, нефтепродукты и др. Тяжелые металлы определяют методом атомно-абсорбционной спектрометрии и спектрофотометрии. Анионы определяют методами ионометрии и ионной хроматографии. Микроэлементы предварительно концентрируют и разделяют методами экстракции, сорбции, соосаждения, реже применяют электрохимические методы и флотацию.

Органические вещества определяют хроматографическими методами с последующей идентификацией масс-спектроскопическим методом, ИК-спектроскопией и др. Это наиболее сложная проблема. Даже питьевая вода содержит до 100 различных органических веществ. Родственные группы органических веществ извлекаются экстракцией, сорбцией, перегонкой. Их идентификация осуществляется с помощью хроматографии, фотометрии, люминесцентного анализа.