CC BY
14
УДК 614.4 : 614.2 (471.54)-
ПРИМЕНЕНИЕ КАТИОНИТОВ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ФТОРА
В ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ
В. Л. Золотавин, В. М. Казакова
Свердловская областная санэпидстанция
Для определения содержания фтора в природных и сточных водах применяют в основном колориметрические методы (Р. Д. Габо-вич; Ю. Ю. Лурье и А. И. Рыбникова; Дж. Саймоне). Колориметрическому анализу метают катионы железа, алюминия и ряд анионов: сульфаты, фосфаты, нитриты и нитраты, а также соли гуминовых кислот.
Обычно для отделения фтора от мешающих ионов применяют отгонку с паром из хлорнокислых или сернокислых растворов в присутствии силиката.
На практике отгонка с паром усложняет анализ, так как для достижения необходимой точности этот процесс требует длительного времени и постоянного наблюдения.
В последние годы в аналитическую химию широко внедряется ионообменная хроматография. В частности, Л. И. Подгорный определял фтор-ион в подземных водах после предварительного катиони-рования.
В настоящей работе изложены экспериментальные данные по применению катионитов при изучении фтора в промышленных сточных водах и водах открытых водоемов.
Первоначально исследования проводили на синтетических растворах. Стандартный раствор, содержащий 1 мг ¥'/мл, готовили из точной навески свежевозогнанного фтористого аммония. Кроме фтора, в синтетические растворы вводили соли железа и алюминия в различном количестве, соответствующем реальному содержанию их в сточных водах и водах открытых водоемов. Мешающие катионы удаляли пропусканием растворов через колонки с катионитом КУ-2.
Фтор после катионирования определяли колориметрическим титрованием раствором азотнокислого тория в присутствии индикатора ализарина Э (Г. Брауер).
Присутствие ионов железа (III) до 0,2 мг/л и ионов алюминия до 0,6 мг/л не мешает определению фтора без предварительного катионирования. Относительная ошибка в данном случае не превышала 5%.
Присутствие ионов железа более 0,2 мг/л и алюминия более 0,6 мг/л приводит к образованию лака, окраска которого не соответствует стандарту, и определение фтор-иона без предварительного катионирования невозможно. В этих случаях после катионирования относительная ошибка не превышала 6%.
Для выявления влияния сульфатов на точность определения фтор-иона были приготовлены растворы с содержанием сульфатов от 2,5 до 15 мг-экв/л, что соответствует 120—720 мг/л.
Для получения сопоставимых результатов во всех случаях определение проводили после катионирования проб.
При определении фторидов в присутствии сульфатов в количестве до 2,5 мг-экв/л (120 мг/л) без предварительного осаждения хлористым барием не получают отклонений от соответствующих эталонов более чем на 5%, что совпадает с данными проф. С. К. Чиркова.
При концентрации сульфатов (БОГ2), составляющей 5 мг-экв/л и выше (240—720 мг/л), необходимо предварительное осаждение их, причем относительная ошибка в определении фтора не превышает в-> данном случае ±7%.
Полученные результаты позволили нам перейти к определению фтора в сточных водах и воде открытых водоемов. Как правило, в водах открытых водоемов Свердловской области содержание сульфатоз не превышает 2,5 мг-экв/л и осаждения их хлористым барием не требуется. При анализе сточных вод с высоким содержанием сульфатов катионирование мы производили после их предварительного осаждения. Для анализа использовали воды Верх-Исетского пруда (табл. 1) и р. Северушки (табл. 2), которая загрязняется сточными водами криоли-тового завода.
Воды Верх-Исетского пруда, содержащие сульфатов менее 120 мг/л, анализировали без предварительного осаждения хлористым барием.
В пробах вод р. Северушки в связи с высоким содержанием в них сульфатов проводили их предварительное осаждение.
Сопоставление результатов, полученных при определении фтора после катионирования и после отгонки, как с предварительным осаждением, так и без него дает расхождение не более 10%.
Методика определения. 25 мл исследуемой воды пропускают через катионитовую колонку со скоростью 5 мл/мин и промывают небольшим количеством дистиллированной воды до получения общего объема элюа-та 50 мл. Элюат собирают в колбочку из бесцветного стекла, прибавляют 0,5 мл насыщенного раствора хлористого кальция и 1,0 мл раствора индикатора ализарина Б. Раствор, если требуется, нейтрализуют 0,1 н. раствором НС1 до появления лимонно-желтого окрашивания и добавляют еще 2,5 мл той же кислоты. После 10-минутной выдержки пробу титруют раствором азотнокислого тория. Титрование заканчивают при появлении в растворе ализаринториевого лака, определяя точку эквивалентности колориметрическим методом путем сравнения окраски титруемого раствора с окраской контрольных проб.
Для приготовления контрольных проб в 2 колбочки из бесцветного стекла наливают по 50 мл дистиллированной воды, не содержащей фтора. В описанной выше последовательности прибавляют хлористый кальций и ализарин. Растворы нейтрализуют, добавляют избыток кислоты, после чего в первую колбочку вливают при непрерывном перемешивании 0,8 мл, а во вторую — 0,9 мл раствора азотнокислого тория. Титрование производят по сравнению с контрольной пробой, со-
Таблица 1
Определение содержания фтора в воде
Верх-Исетского пруда
Найдено фтора (в мг/л)
Содержание сульфатов (в мг/л) Содержание железа (III) (в мг/л) • н о £ s и и О о С Im ¿5 = о о л ч О о о о о с я расхождение между методами (в %)
80,0 96.0 100,0 95.1 85.2 90,7 100,1 87.2 65.3 85,1 0,92 1,05 0,87 0,95 0,98 1,20 1,30 0,80 0,76 0,65 0,72 0,80 1,21 0,90 1,03 1,11 0,80 0,59 0,87 0,53 1 0,75 0,83 1,27 0,83 1,05 1,05 0,83 0,63 0,96 0,51 +4 + 3,2 + 5,0 —8,5 42,0 -5,4 +3,2 +7,0 + 10 —4
Таблица 2 Определение содержания фтора в воде р. Северушки
Найдено фтора (в мг/л)
Содержание Содержание • н О «
сульфатов железа (III) о X = о расхождение
(в мг/л) (в мг/л) О S ъ « О л Ч VO между мето-
5ц = О о Ы о О о дами (в %)
С U С S
0,65 280,0 0,90 0,87 —3,3
1,23 196,0 1,05 0,97 -7,9
0,87 215,0 0,46 0,48 +4,5
0,69 265,0 0,53 0,51 —2,0
1,15 275,0 0,85 0,90 +6,0
держащей 0,8 мл раствора азотнокислого тория. Если по окончании титрования окраска раствора продолжает изменяться, приближаясь к окраске второй контрольной колбы, содержащей 0,9 мл раствора азотнокислого тория, пробу дотитровывают до уравнивания с окраской второй колбы; после этого из общего объема раствора азотнокислого тория, затраченного на титрование, вычитают 0,8 или 0,9 мл в зависимости от того, какой контрольной пробе соответствует окраска титруемой пробы воды.
Титр раствора азотнокислого тория устанавливают аналогичным путем по стандартному раствору фтористого аммония, приготовленному из точной навески.
При осаждении сульфатов к 100 мл воды добавляют 1 мл концентрированной HCl и нагревают до кипения. В горячий раствор добавляют 10 мл 5% раствора ВаСЬ. После охлаждения осадок отфильтровывают через плотный фильтр и 50 мл фильтрата катиони-руют так, как указано выше.
Для приготовления ионообменных колонок 5 г катионита КУ-2 (фракция 0,1—0,4 мм) заливают дистиллированной водой на 48 часов, затем воду сливают и заливают HCl (1:1) на 12 часов. По истечении этого времени катионит промывают несколько раз 0,1 н. раствором HCl до отрицательной реакции на железо, а затем дистиллированной водой до нейтральной реакции на метилоранж.
Бюретку емкостью 25,0 мл, на дне которой находится 2 см3 стеклянной ваты, заполняют влажным катионитом (высота столба 11 см). После троекратного использования катионита колонку регенерируют пропусканием 25 мл соляной кислоты (1:1) с последующим промыванием водой до нейтральной реакции по метилоранжу.
Реактивы: 1. 0,1% раствор ализаринсульфоновокислого натрия, приготовленный растворением 0,100 г индикатора в 10 мл 0,1 н. раствора NaOH, с доведением объема дистиллированной водой в мерной колбе до 100 мл. 2. Раствор фтористого аммония, содержащий 0,020 мг ¥'/мл и приготовленный из химически чистого свежевозогнанного NH4F (Г. Брауер). 3. Насыщенный раствор хлористого кальция, не содержащий фтора. 4. 5% раствор хлористого бария. 5. Соляная кислота 0,1 н. (1 : 1).
%
ф
ЛИТЕРАТУРА
Габович Р. Д. Фтор и его гигиеническое значение. М., 1957. — Лурье Ю. Ю., Рыбникова А. И. Химический анализ производственных сточных вод. М., 1963. — Фтор и его соединения. М., 1956. — Чирков С. К. Ж. аналит. химии, 1957, т. 12, в. б, стр. 762. — Брауер Г. (ред.) Руководство по препаративной неорганической химии.
М., 1956.
Поступила 18/XI 1964 г.
УДК 628.39 + 614.771 +687.17:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРИБУТИЛФОСФАТА В СТОЧНЫХ ВОДАХ,
ПОЧВЕ И СПЕЦОДЕЖДЕ
А. Н. Ефимова, А. М. Воробьев (Москва)
Нами была разработана методика определения трибутилфосфата (ТБФ) в воздушной среде1. Однако санэпидстанциям приходится иметь дело с исследованием этого вещества также в сточных водах,
1 Гигиена и санитария, 1962, № 7.
