Определение концентрации остаточного свободного хлора в питьевой и пресной природной воде хемилюминесцентным методом. Пензенский государственный университет Гост определение остаточного хлора в воде

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

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.

При растворении хлора в воде образуются соляная и хлорноватистая кислоты:

Cl 2 + H 2 O ↔ H + + Cl - + HClO.

Активным называют хлор , который выделяется в свободном виде при взаимодействии вещества с соляной кислотой. Массовая доля активного хлора в веществе (в процентах) равна массе молекулярного хлора, который выделяется из 100 г вещества при взаимодействии с избытком HCI. Понятие «активный хлор» включает, кроме растворенного молекулярного хлора, и другие соединения хлора, как, например, хлорамины (монохлорамин - NH 2 Cl и дихлорамин – NHCl 2 , а также в виде треххлористого азота NCl 3), органические хлорамины, гипохлориты (гипохлорит-анион ClO -) и хлориты, т.е. вещества, определяемые иодометрическим методом.

Cl 2 + 2I - = I 2 + 2Cl -

ClO - + 2H + + 2I - = I 2 + 2Cl - + H 2 O

HClO + H + + 2I - = I 2 + Cl - + H 2 O

NH 2 Cl+ 2H + + 2I - = I 2 + NH 4 + +Cl - .

Активный хлор содержат многие вещества. Самое старое известно под названием жавелевая вода (Жавель - пригород Парижа), которую приготовил еще в 1785 г. К. Бертолле из хлора и калиевого щелока и предложил заменить ею хлорную воду для отбеливания тканей. С 1820 г. начали пользоваться натриевым аналогом жавелевой воды - «лабараковой жидкостью». Эти растворы обычно содержат от 8 до 15 % активного хлора. Широкое применение нашла хлорная известь - дешевый технический продукт, имеющий переменный состав, который зависит от условий получения. Ею отбеливают ткани и целлюлозу, обеззараживают сточные воды, обезвреживают отравляющие вещества. Растворы гипохлоритов применяют для смыва полимерных покрытий с металлических сеток при производстве конденсаторов или для обработки полимерных подошв, чтобы они лучше приклеивались к верху обуви.

Иодометрический метод определения основан на том, что хлорсодержащие сильные окислители выделяют иод из раствора иодида. Выделившийся иод титруют раствором тиосульфата натрия, используя в качестве индикатора крахмал. Результаты определения выражают в мг Cl на 1 л воды. Чувствительность метода – 0,3 мгCl/л при объеме пробы 250 мл, однако, при использовании растворов тиосульфата с различной концентрацией объем пробы может составлять, в зависимости от требуемой чувствительности определения, от 500 до 50 мл воды и менее.

Содержание активного хлора определяют в дезинфицированной им питьевой воде, в сточных водах, загрязненных хлором или соединениями, выделяющими хлор. В природной воде содержание активного хлора не допускается; в питьевой воде его содержание установлено в пересчете на хлор на уровне 0,3-0,5 мг/л в свободном виде и на уровне 0,8-1,2 мг/л в связанном виде. Активный хлор в указанных концентрациях присутствует в питьевой воде непродолжительное время (не более нескольких десятков минут) и нацело удаляется даже при кратковременном кипячении воды. При определении активного хлора пробы нельзя консервировать, определение следует проводить немедленно после отбора пробы. Лимитирующий показатель вредности для активного хлора – общесанитарный.

Цель работы: измерение содержания активного хлора в воде и в образцах дезинфицирующих средств.

Объекты исследования: пробы водопроводной воды и образцы дезинфицирующих средств, в состав которых входят хлорсодержащие вещества.

Реактивы и оборудование:

• буферный ацетатный раствор (рН = 4,5),
• йодид калия,
• универсальная индикаторная бумага,
• 0,5%-ный раствор крахмала,
• 0,005 н раствор тиосульфата натрия,
• бюретки, конические колбы объемом 250 мл, мерный цилиндр на 100 мл, стеклянные палочки, пипетки на 5 мл,
• весы.

Ход работы:

1) Проведите предварительное исследование образцов на содержание активного хлора, например, с помощью тест-системы. При необходимости проведите разбавление образцов.

Объем пробы, необходимый для анализа при концентрации активного хлора от 0,5 до 5,0 мг/л составляет 50 мл, при концентрации 0,3 до 0,5 мг/л – 250 мл.

2) В коническую колбу насыпьте 0,5 г КI и растворите в 1-2 мл дистиллированной воды.

3) Добавьте 1 мл буферного раствора и затем 50-250 мл анализируемой воды (в зависимости от предварительных результатов анализа).

3) Колбу закройте пробкой и поместите в темное место. Через 10 мин выделившийся йод титруйте 0,005 н раствором тиосульфата натрия до появления светло-желтой окраски, после чего добавьте 1 мл 0,5%-ного раствора крахмала и продолжите титровать до исчезновения синей окраски.

4) Проведите расчеты и сделайте выводы.

Х = (а. К. 0,177 . 1000)/V,

где: X – суммарный остаточный хлор, мг/л;

а – объем 0,005 н раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование, мл;

К – поправочный коэффициент;

V – объем анализируемой пробы;

Дополнительная информация. Хлоремкость. Прежде чем решить вопрос об очистке сточной воды хлорированием, ее специально исследуют. При этом необходимо определить, с какой скоростью проходят реакции между содержащимися в воде веществами и хлором, доходят ли они до конца, какой требуется избыток добавляемого хлора для того, чтобы реакция прошла в желаемой степени в заданный промежуток времени t .

ОА – показывает содержание веществ, быстро окисляющихся хлором.

АК – процесс окисления и хлорирования веществ, медленно реагирующих с хлором, которые за время опыта не успевают прореагировать и остаются в растворе вместе с остаточным хлором.

КВ – отсутствие веществ, реагирующих с хлором.

Вопросы и задания для самостоятельной работы:

1. Зачем хлорируют воду? В чем преимущества и недостатки использования хлорированной питьевой воды?

2. Можете ли Вы предложить другие подходы к решению этой проблемы? Укажите преимущества и недостатки каждого из предложенных методов.

3. Сколько активного хлора содержит одна тонна вещества с массовой долей его 52%?

4. Почему хлороформ хранят в темных и заполненных доверху склянках?

5. Формально активный хлор могут содержать соединения, в которых вообще нет хлора - ведь это понятие определяет не истинное содержание хлора в соединении, а его окислительную способность по отношению к KI в кислой среде. Предложите несколько соединений, в растворах которых можно определить «активный хлор».

Приготовление растворов

1. Для приготовления 0.01 н раствора тиосульфата натрия 2,5 г его растворяют в свежепрокипяченной и охлаждённой дистиллированной воде, добавляют 0,2 г Na 2 СО 3 и доводят объем до 1 л.

2. Для приготовления 0,005 н раствора тиосульфата натрия в мерную колбу объемом 1 л прибавляют 500 мл 0,01 н раствора тиосульфата натрия, 0,2 г Nа 2 СО 3 и доводят объём до метки. Раствор используют при содержании активного хлора менее 1 мг/л.

3. Для приготовления 0,5%-ного раствора крахмала смешивают 0,5 г растворимого крахмала с небольшим количеством дистиллированной воды, а затем приливают к 100 мл кипящей дисти­ллированной воды и кипятят несколько минут. После охлаждения раствор консер­вируют, добавляя хлороформ или 0,1 г салициловой кислоты.

4. Для приготовления ацетатного буфера (рН = 4,5) в мерную колбу объемом 1 л приливают 102 мл 1 М уксусной кислоты (60г ледяной уксусной кислоты в 1 л дистиллированной воды), 98 мл 1 М раствора ацетата натрия (136,1 г СН 3 СООNа. 3Н 2 О в 1 л дистиллированной воды) и доводят объём раствора дистиллированной водой до метки.

Хлорсоединения в водопроводной воде встречаются в нескольких модификациях, определить которые помогают специальные экспресс-тесты и йодокрахмальная бумага.

Резкий запах хлорки хорошо знаком каждому. Именно поэтому многие жители мегаполиса уверенно обходят стороной бытовые фильтры с повышенной защитой от хора, полагая, что проявление одного из главных канцерогенных элементов не останется незамеченным.

Согласно положениям открытого еще в 1869 году Периодического закона, ионы свойствами простого вещества не обладают. Это означает, что характерный запах далеко не всегда является неотъемлемым спутником употребляемого вместе с водопроводной водой хлора. Так, когда же следует «бить тревогу»? И как определить хлор в воде в домашних условиях?

Хлор многоликий

Хлор в водопроводной воде существует в нескольких формах. Самый явный представитель дезинфицирующих средств (активный хлор) удаляется еще на стадии хлорирования практически полностью. Практически – потому что даже отдельные молекулы соляной и хлорной кислоты позволяют предотвратить рост и развитие болезнетворных бактерий и микроскопических водорослей в трубопроводе. Также в водопроводной воде встречается хлор в свободном и связанном виде (Таблица 1).

Таблица 1. Виды хлорсоединений, содержащихся в водопроводной воде

Как определить хлор в водопроводной воде «на глаз»?

Косметологи хорошо знают, что одна из главных причин преждевременного старения кожи – водопроводная вода. Хлорсоединения, которыми ежедневно приходиться умываться жителям больших городов, не только способствуют удалению бактерий с поверхности кожи, но и разрушают естественный жировой слой эпидермиса. Именно поэтому стойкое ощущение стянутости и сухости кожи – первый признак повышенного содержания хлора в водопроводной воде.

И с помощью йодокрахмальной бумаги

Йодокрахмальная бумага, широко используемая аквариумистами для определения концентрации хлора в воде, – один из самых простых «экспресс-тестов». Принцип действия подобных «хлор-индикаторов» прост: пропитанная раствором йодида калия и крахмала основа в присутствии окислителей (к которым относится и молекулярный хлор) синеет.

Чем опасен хлор?

Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 , предельно допустимая концентрация (ПДК) хлора в водопроводной питьевой воде не должна превышать 0,3 мг/л. В противном случае «в зоне риска» оказываются слизистые оболочки полости рта, глотки, пищевода. Кроме того, хлорсоединения провоцируют возникновение бронхиальной астмы и оказывают токсическое действие на организм взрослых и детей.

11.02.10

Чем опасно хлорирование водопроводной воды?

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.

Дезинфекция (обеззараживание) питьевой воды осуществляется за счёт дозирования хлора, двуокиси хлора, хлорамина и хлорной извести (не путать с термином очистка питьевой воды от извести). Необходимая доза дозируемого вещества устанавливается пробным хлорированием воды: она определяется хлорпоглощаемостью воды (количество хлора, необходимое для связывания содержащихся в воде органических соединений).

С целью уничтожения микробов хлор вводят с избытком из того расчёта, чтобы через 30 мин после хлорирования воды содержание остаточного хлора было не менее 0,3 мг/л. В некоторых случаях проводится двойное хлорирование воды – до фильтрации и после чистки воды. Также при эпидемиологических катастрофах проводится суперхлорирование с последующим дехлорированием воды.

Для хлорирования воды на водопроводных очистных станциях используется жидкий хлор и хлорная известь (для станций малой производительности).
Хлорирование воды жидким хлором. При введении хлора в воду образуются хлорноватистая и соляная кислоты

НОС1 ч* Н+ + ОС1-.

Получающиеся в результате диссоциации хлорноватистой кислоты гипохлоритные ионы ОС1~ обладают наряду с недиссоциированными молекулами хлорноватистой кислоты бактерицидным свойством.

Сумму С12+НОС1+ОС1- называют свободным активным хлором.

При наличии в воде аммонийных соединений или при специальном введении в воду аммиака (аммонизация воды - см. § 114) образуются монохлорамины NH2CI и дихлорамины NHCb, также оказывающие бактерицидное действие, несколько меньшее, чем свободный хлор, но более продолжительное. Хлор в виде хлораминов в отличие от свободного называется с в я з а н н ы м активным хлором.

Количество активного хлора, необходимого для обеззараживания воды, должно определяться не по количеству болезнетворных бактерий, а по всему количеству органических веществ и микроорганизмов (а также и неорганических веществ, способных к окислению), которые могут находиться в хлорируемой воде.

Правильное назначение дозы хлора является исключительно важным. Недостаточная доза хлора может привести к тому, что он не окажет необходимого бактерицидного действия; излишняя доза хлора ухудшает вкусовые качества воды. Поэтому доза хлора должна быть установлена в зависимости от индивидуальных свойств очищаемой воды на основании опытов с этой водой.

Расчетная доза хлора при проектировании обеззараживающей установки должна быть принята исходя из необходимости очистки воды в период ее максимального загрязнения (например, в период паводков).

Показателем достаточности принятой дозы хлора служит наличие в воде так называемого остаточного хлора (остающегося в воде от введенной дозы после окисления находящихся в воде веществ). Согласно требованиям ГОСТ 2874-73, концентрация остаточного хлора в воде перед поступлением ее в сеть должна находиться в пределах 0,3- 0,5 мг/л.
Содержание в питьевой воде свободного остаточного хлора регламентируется СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" (содержание в воде свободного остаточного хлора 0,3 – 0,5 мг/л) и СанПин 2.1.4.1116 – 02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества» (содержание в воде свободного остаточного хлора не более 0,05 мг/л). Лимитирующий признак вредности вещества, по которому установлен норматив – органолептический (хотя это далеко не так…).

Хлор – это злейший враг нашей современности с тех пор, как он стал применяться в качестве дезинфектора питьевой воды с 1904 года. Предотвращая одни заболевания, он является причиной появления других, более страшных болезней: проблемы с сердцем, рак, а также преждевременная старость. По иронии даже хлор, широко применяемый в качестве дезинфектора воды, оказывается опасным канцерогеном.

С одной стороны, хлорирование воды избавило человечество от риска инфекционных заболеваний и эпидемий. С другой стороны, учеными в 70-80 годы было обнаружено, что хлорированная вода способствует накапливанию в воде канцерогенных веществ. Среди населения, потребляющего хлорированную питьевую воду, были выявлены случаи рака пищевода, прямой кишки, молочной железы, гортани, заболевания печени. Потому что при взаимодействии хлора с органическими веществами, находящимися в воде, образуются химические вещества. Эти вещества – трихлометаны - являются канцерогенными, что и было доказано учеными опытным путем. Ведь, как известно, хлороформ даже у крыс вызывает рак.

Этот эффект от вредного воздействия хлора может быть вызван двумя способами: когда хлор проникает в организм через дыхательные пути, и когда хлор проникает через кожу. Ученые во всем мире исследуют эту проблему. Они связывают многие опасные заболевания с попаданием в человеческий организм хлора или вредных побочных продуктов хлорирования воды. К этим заболеваниям относят : рак мочевого пузыря, рак желудка, рак печени, рак прямой и ободочной кишки. Но страдают не только органы пищеварения.

В чем проблема?

Наиболее важной проблемой данного метода является высокая активность хлора, он вступает в химические реакции со всеми органическими и неорганическими веществами находящимися в воде. В воде из поверхностных источников (которые в основном являются источниками водозабора) находится огромное количество сложных органических веществ природного происхождения, а также в большинстве крупных промышленных городов в воду попадают с промышленными стоками красители, ПАВ, нефтепродукты, фенолы и пр.

При хлорировании воды, содержащей вышеприведенные вещества, образуются хлорсодержащие токсины, мутагенные и канцерогенные вещества и яды, в том числе диоксиды, а именно:

Хлороформ, обладающий канцерогенной активностью

Дихлорбромметан, хлоридбромметан, трибромметан - обладающие мутагенными свойствами

2,4,6-трихлорфенол, 2-хлорфенол, дихлорацетонитрил, хлоргиередин, полихлорированные бифенилы - являющиеся иммунотоксичными и канцерогенными веществами

Тригалогенметаны - канцерогенные соединения хлора

Данные вещества оказывают замедленное убийственное воздействие на организм человека. Очистка питьевой воды от хлора не решает проблемы, так как многие из опасных соединений образующиеся в воде в процессе ее хлорирования попадают в организм человека через кожу, во время мытья, приема ванн или посещения бассейна. По некоторым данным, часовое принятие ванны содержащей в избыточном количестве хлорированную воду соответствует десяти литрам выпитой хлорированной воды.

Первые попытки связать онкологическую заболеваемость населения с качеством питьевой воды были предприняты еще в 1947 году. Но вплоть до 1974 года хлорирование воды никак не связывали с онкологией. Считалось, что хлорированная вода не оказывает на здоровье человека неблагоприятного действия.

К сожалению данные по связи потребления хлорированной питьевой воды поверхностных водоисточников с частотой злокачественных новообразований у населения стали накапливаться только с 70-х годов. Поэтому до сих пор на этот счет существуют разные точки зрения. По мнению некоторых исследователей, с употреблением загрязненной воды может быть связано от 30 до 50% случаев злокачественных опухолей. Другие приводят расчеты, в соответствии с которыми потребление речной воды (по сравнению с водой подземных источников) может привести к увеличению онкологической заболеваемости на 15%.

Чем опасен хлор, попадающий в 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. Ученые во всем мире исследуют эту проблему. Они связывают многие опасные заболевания с попаданием в человеческий организм хлора или вредных побочных продуктов хлорирования воды. К этим заболеваниям относят: рак мочевого пузыря, рак желудка, рак печени, рак прямой и ободочной кишки.

Но страдают не только органы пищеварения . Также хлор может стать причиной болезни сердца, атеросклероза, анемии, повышенного давления. Помимо этого хлор сушит кожу (вспомните ощущение стянутости кожи после бассейна), разрушает структуру волос (они начинают больше выпадать, становятся ломкими, тусклыми, безжизненными), раздражает слизистую оболочку глаз.

Эпидемиологи США провели исследование: они сравнили карту хлорирования воды с картой распределения заболеваний раком мочевого пузыря и органов пищеварения. Выявили прямую зависимость: чем больше содержание хлора в воде, тем чаще встречается заболевание.

--
Британские ученые из университета Бирмингема заявили о том, что потребление хлорированной воды во время беременности может привести к рождению детей с тяжелейшими врожденными дефектами – в частности, с пороками сердца и мозга.

Специалисты под руководством Юни Яаккола изучили данные о 400 тысячах младенцах, чтобы выяснить, как связаны одиннадцать наиболее распространенных врожденных дефектов с высоким, средним или низким содержанием химических веществ, появляющихся при хлорировании в питьевой воде.

Как известно, хлорирование – достаточно распространенный метод обеззараживания, который приводит к значительному сокращению передающихся с питьевой водой инфекций. Но одним из недостатков этого метода является образование побочных продуктов, большую часть которых составляют так называемые тригалометаны, в частности, хлороформ, дихлорбромметан, дибромхлорметан и бромоформ.

В результате исследования оказалось, что высокий уровень побочных продуктов хлорирования от 50 до 100% увеличивал риск появления трех врожденных пороков – дефекта межжелудочковой перегородки сердца (отверстие в перегородке между желудочками сердца, что приводит к смешиванию артериальной и венозной крови и хронической нехватке кислорода), так называемой волчьей пасти (расщелина в небе), а также к анэнцефалии (полное или частичное отсутствие костей свода черепа и мозга).

"Биологические механизмы, которые приводят к появлению врожденных пороков при высоком уровне побочных продуктов хлорирования, пока остаются неизвестными. Но наше исследование не только дает дополнительные свидетельства, что хлорирование может приводить к врожденным дефектам, но также показывает, что присутствие его побочных продуктов может быть связано с некоторыми конкретными пороками", – говорит Яаккола.

--
Вред хлора для здоровья человека нельзя недооценивать, отмечают врачи. Несмотря на то, что водоочистные станции используют относительно невысокие концентрации, даже они вредны для здоровья животных и человека. Вдыхание высоких концентраций хлора может быть фатальным для людей и вызывать различные болезни – от головных болей до нейротоксических реакций, возможно даже развитие раковых опухолей.

Более того, как отмечают специалисты, водные токсины попадают в организм не только через органы дыхания. Хлор лишает кожу ее естественной жировой оболочки, сушит, вызывает зуд и преждевременное старение. Даже волосы под действием хлорированной воды становятся сухими и ломкими.

Хлорирование воды – самый популярный способ ее дезинфекции, но не самый безопасный. Основные риски потребления воды из-под крана связаны с побочными продуктами, образуемыми хлором при соединении с другими веществами. Существуют данные, что это может способствовать возникновению раковых заболеваний. Более того, некачественная вода является причиной возникновения 90% заболеваний, а потребление воды хорошего качества способно продлить жизнь на 5-8 лет.

По материалам: www.bibliotekar.ru, www.ekomarket.ru, RBK.ru, РИА Новости