img-503161453

				§3. Устройство прибора JlПУ-01
Прибор J1ПУ-01 с датчиком								ДЛ-01 (рН-метр) представляет
собой настольный лабораторный прибор. Элементы измерительной
схемы прибора и его электронный усилитель размещены в метал­
лическом корпусе. Все органы управления приборов выведены на
переднюю панель (рис. 72), в верхней части которой установлена
шкала наблюдения					6.	Слева от шкалы находится светофильтр 5
сигнальной лампочки, сигнализирующей о том, что рН-метр вклю­
чен. Включение прибора произ­
водится тумблером 7. В сред­
ней	части		передней			панели				Включено
установлены два				переключате­
ля 11и		2, предназначенныедля
включения рН-метра на тре­
буемые пределы работы. Пере­										0
менный резистор				3«Настройка
по буферному раствору» и									Ю )-2т
переменный			резистор			8 «Кру­				„и Темп, паств.
тизна»		предназначены					для
настройки прибора по буфер­										Пределы измерений
									Д ахтчихк-20QVT0 +20*2 0 50
ным растворам. Оси этих рези­										'9
сторов		закрыты		колпачками,
которые		предупреждают					слу­			~10
чайное		изменение			настройки
прибора. Слевой стороны при­
бора	под откидной				крышкой
помещены потенциометры, по­								Рис.	72.	Передняя панель ЛПУ-01.
зволяющие			изменять				коор­	на	которую настроен прибор.
динаты		изопотенциальной точки,
На передней панели справа находится ручной термокомпенсатор 9
со шкалой			температуры				от 0 до	100°С (с ценой деления 2°С).
Автоматический				термокомпенсатор подключается (при надобности)
к клеммам на задней стенке прибора. На передней панели внизу
расположено гнездо датчика, его клемма для заземления 1и винт
фиксации ручного термокомпенсатора									10.	В нижней части шкалы
наблюдения			6 находится корректор нуля							шкалы 4. С помощью
шнура прибор включается в сеть.

§ 4. Устройство датчика ДЛ-01

Датчик ДЛ-01 (рис. 73) предназначен для крепления электро­ дов и установки сосуда с исследуемым раствором при измерении pH. Он рассчитан на применение измерительных стеклянных элек­ тродов типа ЭСЛ-11Г-04 или ЭСЛ-41Г-04 и проточного вспомога­ тельного хлоросеребряного электрода.

В исследуемый раствор вместе с электродами погружают и ртутный термометр, по которому с помощью ручной температурной

16 Заказ № 364

241

Рис. 73. Датчик ДЛ-01.

1 — поворотный столик, 2 — коврик,			3 — приж имы		электродов, 4 — скоба, 5 — ртутный
термометр или автоматический термокомпенсатор,					6 — скоба, 7 — проточный вспомога­
тельный	электрод,	8 — экраны (кры ш ки), 9 — кронштейн, 10 — стопор столика, 11 — ос-
ьование	ш татива,	12 — коаксильный	кабель,	13 — провод зазем ления		датчика, 14 —
штекер кабеля,		15 — стеклянны й электрод,		16 — наконечник проточного		электрода.

компенсации корректируют показание рН-метра. В комплект датчика входит термокомпенсатор для автоматической температур­ ной компенсации.

Все элементы датчика собраны на настольном вертикальном штативе, в верхней части которого установлен проточный вспомо­ гательный электрод. На кронштейне расположены клеммы, к кото­ рым подключаются электроды. Верхняя клемма «ВСП» предназна­ чена для подключения вспомогательного электрода, нижняя «ИЗМ» — для измерительного. Клеммы соединены с коаксильным кабелем, проходящим внутри трубы штатива и заканчивающимся

штекером, с помощью которого датчик подключается к прибору. Вместе с коаксильным кабелем от датчика к прибору идет провод, соединяющий кронштейн с корпусом прибора (провод заземления датчика).

Под электродами на штативе закреплен поворотный столик, на котором ставят стакан с исследуемым раствором. Спомощью сто­ пора столик можно устанавливать на нужной высоте или повора­ чивать вправо или влево до 90°.

Электроды. Проточный вспомогательный электрод (рис. 71).

В качестве вспомогательного электрода 6 в датчике применяют проточный хлоросеребряный электрод. Насыщенный раствор хло­ ристого калия медленно вытекает в исследуемый раствор из поли­ этиленового сосуда по трубке и наконечнику. Непрерывный поток

создает четкую границу между раствором хлористого калия и
пробы, и диффузионный потенциал на границе между растворами
имеет стабильную, весьма малую величину, что позволяет произ­
водить измерения pH с высокой Точностью.	2 (рис. 71)		изготов­
Стеклянный электрод. Корпус электрода
лен из калиброванной стеклянной трубки	диаметром		11,75 мм.
Активной частью электрода является шарик из электродного
стекла 1. Внутренняя часть электрода заполнена		раствором 3,
в который погружен контактный электрод	4. От электрода идет
выводной проводник, заканчивающийся кабельным наконеч­
ником.		изготовлен из
Термокомпенсатор. Корпус термокомпенсатора

стеклянной трубки, запаянной с одного конца. Внутрь корпуса по­ мещен чувствительный элемент (резистор из медной проволоки), к концам которого припаяны выводы, соединенные со шнуром, оканчивающимся кабельным наконечником.

§ 5.	Работа с прибором
По получении прибор	должен быть проверен, отрегулирован
и установлен согласно приложенной к прибору инструкции. Уста­

новка и регулировка прибора должны выполняться человеком, хо­ рошо знакомым с его устройством.

Включение прибора. Перед включением необходимо проверить заземление прибора и после этого включить его в сеть напря­ жением 220 В или через повышающий трансформатор в сеть

16*

243

с напряжением 127 В. Тумблер 7 ставится в положение «Вклю­
чено», при этом контрольная лампочка должна загореться.
Прибор	после включения должен прогреться в течение 5		мин,
а при	настройке рН-метра по буферным растворам — не		менее
30 мин.		При установке переключателя пределов из­
Отсчет показаний.
мерения в положение		2— 14 отсчет показаний производят по ниж­
ней части шкалы, оцифрованной непосредственно от — 2 до			+14
pH. При работе на узких диапазонах измерения (4 ед. pH на всю

верхнюю шкалу прибора) отсчет производят по верхней шкале следующим образом: вместо нуля записывают первую цифру из предела измерений. Например, переключатель диапазона установ­ лен в положение 10— 14, а стрелка шкалы (верхней) прибора остано­ вилась против значения 1,23. Тогда измеряемая величина pH будет

10+1,23=11,23рН.

Проверка настройки прибора по буферным растворам. Про­

верку и настройку прибора производят по стандартным буферным растворам, которые приготовляют из реактивов квалификации «для рН-метрии», выпускаемых в видефиксаналов из расчета приготов­ ления 1л буферного раствора. Кроме стандартных буферных ра­ створов, можно использовать 0,1 н. раствор соляной кислоты, при­ готовленный из фиксаналов.

После прогрева прибора, придерживая одной рукой стакан, другой отводят в сторону столик датчика и снимают стакан со столика. Электроды промывают дистиллированной водой и осто­ рожно протирают фильтровальной бумагой досуха.

Проверку показаний прибора производят по нескольким (не менее двух) буферным растворам:

1,68 pH (диапазон от —2 до +2 pH), 3,56 и 4,0 pH (диапазон 2—6pH), 6,88и 9,22 pH (диапазон 6— 10 pH).

Промытые и вытертые электроды помещают в буферные рас­ творы так, чтобы они были погружены в жидкость на 4—5 см. Сна­

чала электроды помещают в буферный раствор 4,00 pH, измеряют температуру буфера и устанавливают ее на шкале температур 9. Переключатель диапазона 2 устанавливают в положение 2—6 pH и вставляют штекер в гнездо «Датчик» 1. Ручкой «Настройка по буферному раствору» устанавливают стрелку шкалы прибора 6на значение, соответствующее 4,00 pH.

Затем аналогично проверяют показания прибора по другим бу­ ферным растворам. После этого необходимо проверить показания прибора по буферным растворам 1,68; 4,00; 9,22 на диапазоне из­ мерения от —2 до +14 pH.

Ошибка измерений при проверке прибора по пяти буферным растворам не должна превышать 0,04 pH на всех измерениях уз­ кого диапазона и 0,40 pH на диапазоне от —2 до +14 pH.

В случае, если переменным резистором «Настройка по буфер­ ному раствору» не удалось настроить прибор так, чтобы ошибка

244

измерения в любом буферном растворе не превышала 0,04 pH, не-
обходимо дополнительно произвести настройку ручкой «Крутизна».
Настройку производят по двум буферным растворам: 1,68 и
9.22 pH. Для этого электроды помещают в стандартный буферный
раствор 1,68, а переключатель устанавливают на предел от —2 до>
+2 pH, указатель температурного	корректора — в соответствии
с температурой буферного раствора	(при ручной температурной

компенсации). Ручкой «Настройка по буферному раствору» уста­ навливают стрелку на 1,68 pH по верхней шкале. Затем прове­ ряют показания прибора по раствору 9,22 pH в диапазоне 6— 10'

pH (без поворота ручки настройки).

Если ошибка измерения превышает 0,04 pH, необходимо ос­ лабить с помощью специального ключа цанговый зажим перемен­ ного резистора «Крутизна», повернуть ось переменного резистора, на угол 5— 10° по часовой стрелке, если показания занижены, или против часовой стрелки, если они завышены. Цанговый зажим за­ тянуть. После этого вновь поместить электроды в раствор 1,68,. а переключатель на диапазон от — 2 до +2 pH и стрелку шкалы установить на 1,68. Проверить показания прибора по раствору 9.22 в диапазоне 6— 10 pH. Если ошибка превышает допустимуюнорму, вновь изменяют положение оси резистора «Крутизна» до тех пор, пока ошибка измерения после проверки не будет превы­ шать 0,04 pH.

Проверять настройку прибора следует один раз в неделю, а но­ вого прибора — ежедневно в течение нескольких дней.

Измерение pH. После проверки настройки прибора присту­ пают к определению pH исследуемой воды. Пробу на pH отбира­ ют в таком количестве, чтобы электроды были погружены в нее на 4— 5 см. Перед каждым погружением электроды надо про­ мывать дистиллированной водой и вытирать фильтровальной бумагой.

При измерении pH раствора, температура которого резко от­ лична от комнатной, следует применять автоматическую или руч­ ную термокомпенсацию. Отсчет величины pH производят через- 0,5—1 мин после погружения электродов, а при автоматической термокомпенсации не раньше чем через 1—2 мин.

При эксплуатации прибора не следует допускать высыхания электродов. В сосуде вспомогательного электрода должно всегда храниться небольшое количество кристаллов хлористого калия.. Вспомогательный электрод периодически пополняют насыщенным при комнатной температуре раствором хлористого калия.

По окончании работы с прибором электроды оставляют погру­ женными в дистиллированную воду.

Перечень лабораторных работ

1.Определение pH колориметрическим методом.

2.Настройка рН-метра по буферным растворам.

3.Определение pH электрометрическим методом по рН-метру.

2 45

Глава XIX. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ ЖЕСТКОСТИ, КАЛЬЦИЯ И СУЛЬФАТНЫХ ИОНОВ

§ 1.	Определение суммы кальция и магния
	трилонометрическим методом
		(общая жесткость)
Присутствие	в воде, особенно в приустьевых зонах, кальция		]
(Са2+) и магния (Mg2+) обусловливает определенные ее химиче-
ские свойства: жесткость воды, образование накипи, повышенный			;
расход моющих средств и т. д. Повышенное содержание этих эле­			;
ментов в районе речного стока является хорошим показателем вза-
имодействия речных и морских вод. Поэтому в приустьевых райо­
нах определение общей жесткости входит в основной комплекс на­
блюдений.
Принцип метода. Метод определения общей жесткости (Са2++
+Mg2+) основан на способности двузамещенной натриевой соли
этилендиаминтетрауксусной кислоты Na2H2T (трилон Б) образо­
вывать с ионами кальция и магния малодиссоциированные ком-			|
плексы. Титрование производят в присутствии эрихромчерного (хро-
моген черный) индикатора, который является диоксиазокрасите-
лем, цвет которого переходит (при pH=6,3) из винно-красного
в начале титрования в голубой к концу.			;
При титровании трилоном Б происходит последовательное свя-
зывание в комплекс сначала ионов кальция, а затем магния, по­
этому определяют сумму ионов кальция и магния. Если в воде			■
присутствуют ионы меди, что может сказаться на результатах, их
устраняют прибавлением в пробу 1 мл 5%-ного раствора сульфида
натрия (Na2S).		Реактивы и растворы
Бидистиллированная или деминерализованная вода, проверен­
ная на чистоту.
0,1 н. раствор трилона Б (Ыа2НгТ).
0,02 н. и 0,05 н. растворы трилона Б (Na2H2T).
0,02 н. раствор хлористого магнияMgCl2.
Буферный раствор		из 20 г хлористого аммония (NH4CI)
в бидистиллированной		воде с добавлением 100 мл 25%-ного ам­
миака (NH3). Полученный раствор доводят бидистиллированной
водой до 1 л.

Индикатор (сухая смесь) — готовится из пяти частей хромогена черного и 95 частей высушенного хлористого натрия.

Приборы и посуда

Бюретка простаяобъемом 25 мл — 1шт.

Набор пипеток постоянного объема на 5, 10, 15, 25, 50 мл —

5 шт.

2 4 6

Мензуркана 100 мл — 1шт.

Склянкас пробкой и шпателем для индикатора — 1шт.

Коническая колбана 250 мл — 1шт.

Ход определения. Сначала определяют хлорность исследуемой

воды. Зная хлорность воды, по табл. 29 определяют необходимое количество исследуемой пробы. Затем в коническую колбу отби­ рают необходимое количество пробы, доводят дистиллированной водой до 50 мл, прибавляют 5 мл буферного раствора, 10— 15 мг сухой смеси индикатора и титруют раствором трилона Б до пере­ хода окраски от винно-красной (через лиловую и фиолетово-си- нюю) к голубой.

. .. .•: ■

Таблица 29

Рекомендуемые объемы проб для определения жесткости морской воды и концентрация раствора трилона Б

	Хлорность ВОДЫ, %о	Объем пробы, мл	Концентрация
			трилона Б

< 0 ,5	25	0,02
0 ,5 - 3	15	0,02
3 - 6	10	0,02
6 -1 2	10	0,02
> 1 2	5	0,05

Перед определением необходимо узнать нормальность трилона Б. Для этого в коническую колбу объемом 250 мл отмеривают ка­ либрованной пипеткой 10 мл 0,02 н. стандартного раствора хлори­ стого магния, 90 мл бидистиллированной воды, 10— 15 мг сухой смеси индикатора и титруют, как описано выше, рабочим раство­ ром трилона Б.

Нормальность раствора вычисляют по формуле

где Nc— нормальность стандартного раствора хлористого магния; а— количество хлористого магния (исправленное поправкой на пи­ петку); п— количество трилона Б, израсходованного на титрова­ ние хлористого магния (исправленное пипеткой на бюретку).

Вычисление результатов. Жесткость воды (сумма кальция и магния) в мг-экв/л рассчитывают по'формуле

иaNT ■1000

где а— количество трилона Б, израсходованного на титрование пробы (исправленное поправкой на бюретку); JVT— нормальность раствора трилона Б; V— объем пробы.

24 7

§2. Определение кальция трилонометрическим методом

Принцип метода. Определение ионов кальция (Са2+) основано на титровании пробы трилоном Б. В качестве индикатора употреб­ ляют мурексидаммонийную соль пурпурной кислоты. Анион пур­ пурной кислоты образует с ионами кальция в щелочной среде ком­ плекс, окрашенный в красный цвет. При титровании трилоном Б конец реакции определяют по изменению цвета от красного к ли­ ловому.

Реактивы и растворы

Бидистиллированная или деминерализованная вода, проверен­ ная на чистоту. Для проверки к 100 мл бидистиллированной воды прибавляют 2 мл 2 н. раствора NaOH и 10— 15 мг сухой смеси ин­ дикатора мурексида. Ярко-лиловое окрашивание указывает на чи­ стоту воды, красное с палевым оттенком-— на присутствие меди или других тяжелых металлов. Такая вода для анализа не годится

:и должна быть или заменена, или ещ раз перегнана. Такую про­ верку проводят и при анализе на жесткость воды.

0,02 н. раствор трилона Б.

0,02 н. раствор соли кальция— для проверки титра трилона Б.

.Для этого 0,5005 г СаС03и 10 мл соляной кислоты (1 : 10) дово­ дят до 500 мл бидистиллированной водой.

Сухая смесь индикатора мурексида— состоит из 5 частей му­ рексида и 95 частей хлористого натрия.

2 н. растворNaOH.

Приборы и посуда. Используются те же приборы и посуда, что и в анализе на жесткость морской воды.

Ход определения. В коническую колбу емкостью 250 мл от­ меривают калиброванной пипеткой необходимое, в зависимости ют солености пробы (табл. 30), количество исследуемой воды и раз­

		бавляют ее дистиллированной во­
	Таблица S0	дой до объема 100 мл, затем при­
		бавляют	2	мл 2 н. раствора
Рекомендуемые объемы проб воды		NaOH и	10— 15 мг		сухой смеси
для определения кальция		индикатора мурексида. Получен­
Хлорность, °/оо	титрования, мл	ную жидкость сразу титруют три­
		лоном Б до		перехода окраски от
	Объем пробы для	красной	к	лиловой, устойчивой
		в течение 3 мин.			нормальности
< 2 , 5	50	Определение
2 ,5 - 7 , 5	25	раствора трилона Б. Ежедневно
> 7 , 5	15
		перед работой определяют нор-
		мальноость		трилона. Для этого

.в коническую колбу емкостью 250 мл отмеривают калиброванной пипеткой 10 мл 0,02 н. стандартного раствора СаС03, добавляют мензуркой 90 мл бидистиллята и 10— 15 мг сухой смеси индикатора <иведут титрование, как описано выше.

2 4 8

Нормальность трилона вычисляют по формуле

где Nc— нормальность стандартного раствора кальция; а—-коли­ чество стандартного раствора, взятого для определения нормаль­ ности (с учетом поправки на пипетку); п— количество раствора трилона, израсходованного на титрование (с учетом поправки на бюретку).

Вычисление результатов. Содержание ионов кальция в иссле­ дуемой пробе вычисляют по формуле

Са2+ мг-экв/л=

■ 1000,

где а— количество трилона, в мл, израсходованного на титрование (с учетом поправки на бюретку); NT— нормальность раствора трилона; V— объем взятой пробы, в мл.

Вычисление содержания магния. Для того чтобы найти содер­ жание ионов магния, следует из общей жесткости (Я) вычесть най­ денное содержание ионов кальция:

Mg2+ мг-экв/л=Я— Са2+.

Все данные записываются в книжку по форме, представленной; в табл. 31, где также даны примеры вычисления жесткости,, кальция и магния. Все вычисления выполняют с точностью до, 0,01 мг-экв/л.

§ 3. Определение содержания сульфатных ионов

Содержание сульфатных ионов S02~ в водах с высокой соле­

ностью уступает, а в водах с малой соленостью преобладает над. ионами хлора. Сульфатные ионы биологически неустойчивы и при отсутствии кислорода могут восстанавливаться до сероводорода,, поэтому определение сульфатных ионов имеет большое значение,, особенно в районах сброса промышленных и бытовых отходов и

в предустьевой зоне моря.

Принцип метода. Наиболее точным и сравнительно несложным методом определения сульфатных ионов в стационарных лабора­ ториях является классический весовой метод. Этот метод основан на очень малой растворимости сернокислого бария, количественно, выпадающего из раствора (в кислой среде) при добавлении к пробе разбавленного раствора хлористого бария:

S04~+Ba2+ — BaS04j.

Осадок отфильтровывают, прокаливают и взвешивают в виде

BaS04.

249»

Образец записи и обработки результатов бгфедёления жёсткости (C a^+ M g^), кальция и магйия в морской воде

эинеьэш кЗц

	+	«	5.
	Ь£	3	И
	5		я
		ir/ане-лм +5в э
	/л		ХЭЬЭХО
	, мг-экв	yiquHSiraBduDH
			BaaEduou
	Кальций		эм
	-xsdoi9		ou хэьэхо
	МЭ<Ц) 0		ngodu
			ииннихэи
	е?		й’/амб-jw
		+?J*W + +гвЭ
	СО
	S
	с_		хэьэхо
	2
	+ 4	y:4HHS!faBduoH
	ЬЛ

S'

+BHaBduou

+

ев

и

£.	эн
Н	-X9d059 ou хэьэхо
О
о
н
<и	ngodu

к« эгдо уганнихэи

8

о

и

* 1 1

Гори­

зонт, м

НИМ h

‘цинэяошдвн Bwadg

	Д ата
№	станции
	ц/н

30,61	31,48	40,17
7,04	8,52	9,63
8.52	6,03	6,81
+0,01	+0,00	- 0 ,0 1
8,51	6,03	6,82
24.06	14.07	14.07
18,91 - 0 ,0 1 18,90 37,65	21,12 - 0 , 0 3 20,09 40,00	10,24 - 0 , 0 3 10,21 49,80	1	выполнил: Белоусова	обработал: Белоусова	проверил: Новикова
9.99	9.99	4,08		Анализ
5,96	11,12	14,40
281	285	288
0	5	15
44		44
10		10
4 *-ч
<•0		<£>
’“*■4	С\1	CY2,

:250