Методы определения содержания свинца, цинка, серебра в питьевой воде

сернокислого аммония 100 г персульфата аммония растворяют в 300 см³ дистиллированной воды и очищают. Для этого раствор фильтруют в делительную воронку, в которую предварительно добавлено несколько миллилитров диэтилдитиокарбамата свинца (ДДК), растворенного в четыреххлористом углероде, и энергично встряхивают в течение 1-2 мин. Экстрагирование ДДК свинцом повторяют до тех пор, пока органический слой не станет бесцветным. 5.3.8. Приготовление раствора диэтилдитиокарбамата свинца

В 50—100 мл дистиллированной воды растворяют 0,10 г РЬ (СН₃СОО)₂, добавляют 0,10 г растворенного в воде диэтилдитиокарбамата натрия. При этом образуется белый осадок ДДК свинца. Раствор с осадком переносят в делительную воронку, прибавляют 250 см³ ССЦ и взбалтывают. Осадок растворяют в ССЦ. Водный слой отбрасывают, а слой СС1₄ отфильтровывают через сухой фильтр в мерную колбу вместимостью 500 см³. Доводят до метки ССЦ. Раствор устойчив в течение трех месяцев.

5.4 Проведение анализа

Определению мешают: медь и ртуть. Хлориды в концентрации до 300 мг/дм³ не мешают определению. Влияние меди устраняется связыванием в комплекс с трилоном Б, а ртути (Hg²⁺)—восстановлением до ртути (Hg⁺). В качестве восстановителя используется аскорбиновая кислота. Восстановление протекает в азотнокислой среде. Реакция восстановления (Hg²⁺ в Hg⁺) аскорбиновой кислотой протекает во времени. В качестве катализатора применяют серебро (для исследуемой воды используют 0,5 мкг стандартного раствора серебра). Одновалентная ртуть не мешает определению серебра.

В коническую колбу вместимостью 300 см³ помещают 200 см³ предварительно профильтрованной воды, 10 см³ очищенной серной кислоты (1:1) и 1 см³ 25%-ного раствора персульфата аммония. Пробу кипятят 10 мин⁴(считая с момента закипания), охлаждают водой и доводят объем пробы в измерительном цилиндре дважды перегнанной дистиллированной водой до объема 200 см³. Раствор переносят в делительную воронку вместимостью 250—300 см³, добавляют 5 см³ 0,2 н раствора трилона Б, перемешивают и добавляют из бюретки 2 см³ 0,0005%-ного раствора дитизона в четыреххлористом углероде, энергично встряхивают 1 мин. Окраска дитизона в присутствии серебра изменяется от зеленой до желтой. После отстаивания нижний окрашенный слой дитизоната серебра сливают в колориметрическую пробирку с притертой пробкой, перемешивают и сравнивают интенсивность окраски со шкалой образцов.

Для приготовления шкалы стандартных растворов в измерительные цилиндры вместимостью 250 см³ вносят: 0,0; 2,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10 см³ рабочего стандартного раствора азотнокислого серебра и доводят до 200 см³ дистиллированной водой. Получают шкалу образцовых растворов с содержанием 0,0—0,2—0,3—0,5—0,7— 1,0 мкг Ag+ в 200 см³ раствора. Растворы переносят в колбы вместимостью по 300 см³. В каждую колбу добавляют по 10 см³ серной кислоты (1:1) и 1 см³ 25%-ного раствора персульфата аммония. Далее анализ продолжают, как описано выше. Шкала устойчива в течение суток при условии хранения ее в темном месте.

Если исследуемая вода содержит ртуть, то необходимо устранить ее влияние. Для этого в исследуемую воду, перенесенную в делительную воронку после разрушения органических веществ персульфатом аммония, прибавляют 2 капли очищенной азотной кислоты (1:1), 0,5 см³ азотнокислого серебра, содержащего 1 мкг/см³ Ag¹" (катализатор), и 5 см³ свежеприготовленного 20%-ного раствора аскорбиновой кислоты. Раствор перемешивают и оставляют стоять на 20—30 мин. Далее анализ продолжают, как описано выше.

При определении результатов введенные в пробу 0,5 мкг серебра вычитают.

5.5 Обработка результатов

Содержание серебра (X) в мг/дм³, определяют по формуле

Х= а * 1000/ V* 1000

где а— содержание серебра, найденное по шкале стандартных растворов, мкг; V— объем исследуемой воды, взятый для определения, см³. Допустимое расхождение между повторными определениями — 25 отн. %.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СВИНЦА И ЦИНКА В ОДНОЙ ПРОБЕ (ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД)

6.1 Сущность метода

Метод основан на восстановлении ионов свинца и цинка на» ртутно-капельном электроде до соответствующего металла. В среде 1 М раствора фосфорной кислоты потенциал полуволны свинца 0,53 В и цинка 1,13 В по отношению к насыщенному каломельному электроду.

Чувствительность метода составляет (объем исследуемой воды 100 см³) —0,01 мг/дм³ свинца и 0,1 мг/дм³ цинка.

6.2 Аппаратура, материалы и реактивы

Полярограф переменного тока ППТ 1 или вектор-полярограф Ц. Л. А.

Баня водяная. Баня песчаная.

Центрифуга Ц.Л.Н.2 или другого аналогичного типа, обеспечивающая скорость вращения до 5000 мин"¹.

Посуда мерная стеклянная лабораторная по ГОСТ 1770—74, ГОСТ 20292—74 вместимостью: колбы мерные 1000, 500 и 100 см³; пипетки 10, 5, 2 и 1 см³ с делениями 0,1; 0,05 и 0,01-см³; цилиндры измерительные 100, 25 и 10 см³.

Пробирки центрифужные вместимостью 10 см³.

Воронки стеклянные по ГОСТ 8613—75, типа I.

Пробирки с притертыми пробками по ГОСТ 25336—82.

Стаканы стеклянные лабораторные вместимостью 100 см³ па ГОСТ 25336—82.

Капельница стеклянная лабораторная по ГОСТ 25336—82.

Палочки стеклянные.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—77.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.

Цинк металлический.

Свинец азотнокислый по ГОСТ 4236—77.

Водорода перекись (пергидроль) по ГОСТ 10929—76.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709—72.

Все реактивы должны быть квалификации х. ч.

6.3 Подготовка к анализу

6.3.1 Приготовление основного стандартного раствора азотнокислого свинца

1,600 г РЬ (N0₃)г растворяют в дистиллированной воде, содержащей 1 см³ концентрированной HNO_:>, и доводят объем дистиллированной водой до 1 дм³. 1 см³ этого раствора содержит 1 мг РЬ²+.

6.3.2 Приготовление рабочего стандартного раствора азотнокислого свинца

Раствор готовят в день построения градуировочного графика разбавлением основного стандартного раствора 1 :1000. В мерную колбу вместимостью 100 см³ вносят 10 см³ основного стандартного раствора свинца и доводят объем до метки 0,001 н раствором HN0₃. 1 см³ раствора содержит 100 мкг РЬ^2г. Затем 10 см³ рабочего раствора вносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³ и доводят объем 0,001 и раствором HNOs до метки. 1 см³ раствора содержит 1 мкг РЬ²+.

6.3.3 Приготовление основного стандартного раствора цинка 1,000 г металлического цинка растворяют в 7 см³ НС1 (1 : 1), раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³ и доводят дистиллированной водой до метки. 1 см³ раствора содержит 1 мг Zn²-.

6.3.4 Приготовление рабочего стандартного раствора цинкаОсновной раствор разбавляют 1: 100 в день построения градуи ровочного графика. В мерную колбу вместимостью 1 дм³ вносят

10 см^; основного раствора и доводят до метки 0,001 н раствором HCI, 1 см³ раствора содержит 10 мкг Zn^2f.

6.3.5 Приготовление 0,001 г раствора азотной кислоты Раствор готовят из фиксанала соответствующим разбавлением дистиллированной водой.

6.3.6 Приготовление 0,001 н раствора соляной кислоты. Раствор готовят из фиксанала соответствующим разбавлением дистиллированной водой.

6.3.7 Приготовление 1 М раствора ортофосфорной кислоты 65,4 см³ 87%-ной ортофосфорной кислоты (плотностью 1,72 г/см³) вносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³ и разбавляют объем дистиллированной водой до метки.

6.4 Проведение анализа

В среде 1 М раствора ортофосфорной кислоты потенциал полуволны свинца 0,53 В и цинка 1,13 В по отношению к насыщенному каломельному электроду.

Определению свинца мешает олово (Sn²⁺) в концентрации, превышающей в 1000 раз содержание свинца в исследуемой воде. Определению цинка мешает никель в концентрации, превышающей в 10 раз содержание цинка в пробе. Обычно эти концентрации олова и никеля в питьевой воде не встречаются.

Для определения отбирают 100 см³ исследуемой воды, подкис-, ленной при отборе воды (если исследуемая вода не была подкислена, ее подкисляют 0,5 см³ концентрированной НС1), помещают в химический стакан и выпаривают на водяной бане. Сухой остаток минерализуют на песчаной бане. Для этого к сухому остатку добавляют 0,5 см³ концентрированной серной кислоты и по каплям 2 см³ концентрированной азотной кислоты и выпаривают досуха. Затем добавляют 0,5 см³ перекиси водорода и 1 см³ концентрированной соляной кислоты и вновь выпаривают на водяной бане. Для удаления остаточного количества кислоты сухой остаток дважды обрабатывают дистиллированной водой (порциями примерно 10 см³) с последующим выпариванием до сухого остатка.

После такой обработки сухой остаток количественно растворяют в 10 см³ 1 М раствора ортофосфорной кислоты (фона) и переносят в центрифужную пробирку. Раствор центрифугируют 2—3 мин, при скорости вращения 3000 мин, удаляют кислород продуванием азотом и полярографируют при выбранных условиях, найденных при построении градуировочного графика. По полученной высоте полярографической волны, в миллиметрах, с помощью градуировочного графика определяют концентрацию свинца и цинка, в микрограммах, в пробе.

Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 100 см³ наливают рабочий стандартный раствор свинца с содержанием в 1 см³ раствора 1 мкг свинца и цинка с содержанием в 1 см³ раствора 10 мкг цинка в следующих количествах: 0,0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10 см³. Затем все колбы доливают до метки дистиллированной водой. Получают стандартную шкалу с содержанием 0,0—1,0—2,0—4,0—6,0—8,0—10 мкг РЬ²+ и 0,0—10—20 40—60—80—100 мкг Zn²+. Обрабатывают образцовые растворы так же, как исследуемую воду. По полученным данным высот полярографических воли строят градуировочный график зависимости высоты полярографической волны от концентрации в мкг РЬ²⁺и Zn^2l

Выявление условий полярографирования

В зависимости от периода капания ртути и количества электронов, восстанавливающихся па ртутно-капельном электроде, выбирают условия полярографирования: чувствительность, амплитуду, скорость изменения напряжения и период задержки.

Начальное напряжение для свинца — 0,4 В, для цинка — 0,9 В.

При построении градуировочного графика и исследовании проб воды необходимо контролировать период капания ртути и соблюдать одинаковые условия полярографирования.

6.5 Обработка результатов

Содержание свинца (X) мг/дм³ и цинка (Xi) мг/дм³ определяют по формуле

Х= а*1000/ V*1000

у _ а-1000 '~ К-1000 '

где а— содержание свинца или цинка, найденное по градуировочному графику, мкг; V— объем исследуемой воды, взятой для определения, см³. Допустимое расхождение между повторными определениями -10 отн. %.

31