Порядок виконання роботи
Спочатку за допомогою універсального індикаторного папірця визначають наближене значення рН досліджуваної води. Обирають індикатор, який змінює свій колір в інтервалі рН, що близький до рН проби води. Дві бюретки заповнюють розчинами КН2Р04 та Na2НР04. Підготовлюють 5-6 однакових пробірок. В одну з них вносять 10 см3 проби води, а в решту — по 10 см3 буферних розчинів, приготовлених змішуванням розчинів фосфатів (табл. 1.2) так, щоб їх рН були близькими до встановленого наближеного значення рН проби. В усі пробірки добавляють по 0,5 см3 обраного індикатору, обережно перемішують і забарвлення проби візуально порівнюють на білому фоні із забарвленням буферних розчинів з відомими значеннями рН. Значення рН, які відповідають проміжним відтінкам, установлюють приблизно.
Таблиця 1.2. Склад буферних розчинів
|
Об'єм розчину КН2Р04 см3 |
9,75 |
9,5 |
9,0 |
8,0 |
7,0 |
6,0 |
5,0 |
4,0 |
3,0 |
2,0 |
1,0 |
0,5 |
|
Об'єм розчину Nа2НР04, см3 |
0,25 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
7,0 |
8,0 |
9,0 |
9,5 |
|
рН буферного розчину |
5,29 |
5,59 |
5,91 |
6,24 |
6,47 |
6,64 |
6,81 |
6,98 |
7,17 |
7,38 |
7,73 |
8,04 |
Природне забарвлення досліджуваної води або її каламутність компенсують так: за пробірками з буферними розчинами розмішують пробірки з пробою, але без індикатору, а за пробіркою з пробою та індикатором — пробірку з дистильованою водою. Пробірки з розчинами розглядають на білому фоні. Оптимальна температура визначення — 18-20 °С.
Опрацювання результатів
Дані визначень заносять в зошит для лабораторних робіт з вказівкою виду води.
Аналіз одержаних результатів
Висновок за результатами___________________________________________
Запитання для самоперевірки
1. Які існують методи визначення рН?
2. На чому ґрунтується потенціометричне визначення рН ?
3. На чому ґрунтується колориметричне визначення рН ?
4. Як проводять калібрування рН-метра?
5. Що називають іонним добутком води?
6. Наведіть порядок виконання роботи по визначенню рН.
Лабораторна робота № 2
ВИЗНАЧЕННЯ РОЗЧИНЕНОГО КИСНЮ МЕТОДОМ ВИНКЛЕРА
Мета роботи: навчитися визначати вміст розчиненого кисню.
Завдання для виконання роботи
Визначення вмісту кисню в водопровідній та в річковій природній воді.
Загальні відомості
У поверхневих водах суходолу завжди містяться розчинені гази, які надходять у воду за її контакту з атмосферним повітрям і внаслідок перебігу фізико-хімічних та біологічних процесів. Найважливішими серед них з еколого- токсикологічного погляду є кисень, діоксид вуглецю і сірководень. Інші гази, такі як метан, хлор тощо, потрапляють у природні води за специфічних умов, їх визначають під час спеціальних досліджень.
Кисень
Головними джерелами надходження кисню в поверхневі води суходолу є фотосинтетична діяльність водяних організмів та абсорбція з атмосфери.
Фотосинтетичне продукування кисню відбувається в поверхневому шарі водойми, товщина якого залежить від прозорості води і коливається від кількох десятків сантиметрів до кількох десятків метрів. Кисень з атмосфери адсорбується на поверхні водойми, процес інтенсифікується зі зниженням тем ператури й підвищенням атмосферного тиску. Кисень надходить у водойми також із дощовими водами, які ним пересичені.
Споживання кисню, тобто зменшення його концентрації у природних водах, пов'язано з хімічними й біохімічними процесами окиснення органічних та деяких неорганічних речовин (Fе2+, Мn2+, NH4+, NO2-, Н2S, СН4, Н2 тощо). Швидкість споживання кисню зростає з підвищенням температури, збільшенням кількості бактерій та інших водяних організмів, які піддаються хімічному й біологічному окисненню.
Розчинений кисень у поверхневих водах міститься у вигляді молекул 02. Залежність розчинності кисню від температури в дистильованій воді за нормального тиску наведено в табл. 2.1. Розчинність кисню за нормального тиску називають нормальною концентрацією. Насичення води киснем, яке відповідає нормальній концентрації, взято за 100%. Концентрацію розчиненого кисню виражають у мг 02/дм3 або у відсотках насичення, яке обчислюють за рівнянням
O2%
= 
(2.1)
де Сх — концентрація кисню, визначена експериментально, мг 02/дм3; Со — нормальна концентрація за певної температури, яку визначають за даними табл. 2.1, мг 02/дм3; Р — атмосферний тиск у момент проведення аналізу, мм рт.ст.
Таблиця
2.1.
Залежність
нормальної концентрації кисню (Со) у
воді від
температури (за атмосферного тиску 760
мм рт. ст.)
Тем
Вміст
розчиненого кисню,
мг
О2/дм3
пера
тура, °С
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0
14,65
14,61
14,57
14,53
14,49
14,45
14,41
14,37
14,33
14,29
1
14,25
14,21
14,17
14,13
14,09
14,05
14,02
13,98
13,94
13,90
2
13,86
13,82
13,79
13,75
13,71
13,68
13,64
13,60
13,56
13,53
3
13,49
13,46
13,42
13,38
13,35
13,31
13,28
13,24
13,20
13,17
4
13,13
13,10
13,06
13,03
13,00
12,96
12,93
12,89
12,86
12,82
5
12,79
12,76
12,72
12,69
12,66
12,52
12,59
12,56
12,53
12,49
6
12,46
12,43
12,40
12,36
12,33
12,30
12,27
12,24
12,21
12,18
7
12,14
12,11-
12,08
12,05
12,02
11,99
11,96
11,93
11,90
11,87
8
11,84
11,81
11,78
11,75
11,72
11,70
11,67
11,64
11,61
11,58
9
11,55
11,52
11,49
11,47
11,44
11,41
11,38
11,35
11,33
11,30
10
11,27
11,24
11,22
11,19
11,16
11,14
11,11
11,08
11,06
11,03
11
11,00
10,98
10,95
10,93
10,90
10,87
10,85
10,82
10,80
10,77
12
10,75
10,72
10,70
10,67
10,65
10,62
10,60
10,57
10,55
10,52
13
10,50
10,48
10,45
10,43
10,40
10,38
10,36
10,33
10,31
10,28
14
10,26
10,24
10,22
10,19
10,17
10,15
10,12
10,10
10,08
10,06 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
9,82
9,61
9,40
9,21
9,02
8,84
8,67
8,50
8,33
8,18
8,02
7,87
7,72
7,58
7,44
9,79
9,58
9,38
9,19
9,00
8,82
8,65
8,48
8,32
8,16
8,01
7,86
7,71
7,56
7,42
9,77
9,56
9,36
9,17
8,98
8,81
8,63
8,46
8,30
8,14
7,99
7,84
7,69
7,55
7,41
9,75
9,54
9,34
9,15
8;
97
8,79
8,62
8,45
8,29
8,13
7,98
7,83
7,68
7,54
7,40
9.73
9,52
9,32
9,13
8,95
8,77
8,60
8,43
8,27
8,11
7,96
7,81
7,66
7,52
7,38
9,71
9,50
9,30
9,12
8,93
8,75
8,58
8,42
8,25
8,11
7,95
7,80
7,65
7,51
7,37
9,69
9,48
9,29
9,10
8,91
8,74
8,56
8,40
8,24
8,08
7,93
7,78
7,64
7,49
7,35
9,67
9,46
9,27
9,08
8,90
8,72
8,55
8,38
8,22
8,07
7,92
7,77
7,62
7,48
7,34
9,65
9,44
9,25
9,06
8,88
8,70
8,53
8,37
8,21
8,05
7,90
7,75
7,61
7,47
7,32
9,63
9,42
9,23
9,04
8,86
8,68
8,52
8,35
8,19
8,04
7,89
7,74
7,59
7,45
7.31
У незабруднених водах концентрація розчиненого кисню влітку вища, ніж взимку, а в поверхневих шарах вища, ніж у придонних. Глибинна стратифікація залежить і від інтенсивності перемішування водних мас. Вона спостерігається у великих річках, озерах, водоймах, ставках — особливо в штильову погоду. Оскільки основним постачальником кисню в поверхневі води є фотосинтез водяними рослинами» то найбільше насичення води киснем спостерігається близько 14 - 15, особливо в сонячну погоду, а найменше — близько 4 - 6-ї години.
Розчинність кисню у воді залежить не тільки від її температури, а й мінералізації води:
|
Температура, °С |
0 |
10 |
20 |
30 |
|
Зменшення розчинності, мг 02/дм3 на кожні 1000 мг солей |
0,08405 |
0,06217 |
0,04777
|
0,04885 |
Коливання вмісту кисню у воді упродовж доби може досягати 2 – 4 мг 02/дм3. Тому для характеристики кисневого режиму певного водного об'єкта потрібно проводити серійний аналіз, відбирати проби води з різних глибин, у різних точках акваторії та в різні години доби.
Для визначення вмісту кисню в природних водах запропоновано багато методів, які ґрунтуються на різних принципах. Для систематичного контролю вмісту кисню в поверхневих водах суходолу рекомендовано титриметричний йодометричний (за Вінклером) та електрохімічний методи.