METODA COLORIMETRICA

Principiul metodei : in proba de apa se introduce un indicator si se compara cu o scara de etalonare sau cu discuri colorate ce corespund la diferite valori ale pH-ului.

Metoda colorimetrica folosind comparatorul HELLIGE

Materiale :

comparatorul Hellige,

discurile colorate,

indicator pentru diferitele valori de pH.

Modul de lucru :

Intr-una din cuvele aparatului se introduc 10 ml de apa de analizat si 0,5 ml indicator potrivit pH-ului apei de anlizat.

Se agita si se introduce cuva in orificiul din dreapta aparatului.

In cealalta cuva se introduc 10 ml apa de analizat fara indicator si se amplaseaza in orificiul din stanga al aparatului.

Se roteste discul respectiv pina se obtine o uniformitate de culoare a campului vizual.

Se citeste pH-ul direct pe disc.

Metoda colorimetrica folosind scara de comparare

Pregatirea reactivilor

rosu de metil 0,1 g se dizolva in 100 ml alcool in care se adauga 7,1 ml solutie de NaOH 0,05 N si se completeaza volumul pina la 500 ml cu apa bidistilata;

albastru de bromtimol, 0,1 g se dizolva in 50 ml alcool etilic in care se adauga 3,8 ml NaOH 0,05 si se completeza cu apa bidistilata pina la 250 ml ;

amestecul de indicatori : solutia de rosu de metil si albastru de bromtimol se amesteca in proportie de 1 : 2 si se pastreaza in sticla bruna, la rece si intuneric ;

clorura de cobalt , 59,5 g CoCl₂ ∙ 6 H₂O se dizolva intr-un balon cotat cotat de 1000 ml, in HCl 1% si se completeaza la semn cu HCl 1% ;

clorura ferica, 45,05 g FeCl₃ ∙ 6 H₂O se dizolva in solutie de HCl 1% intr-un balon cotat de 1000 ml si se aduce la semn cu solutie de HCl 1%

clorura de cupru 400 g CuCl₂ ∙ 2 H₂O se dizolva in solutie de HCl 1% intr-un balon cotat de 1000 ml si se aduce la semn tot cu solutie de HCl 1% ;

suflat de cupru, 200 g CuSO₄ ∙ 5 H₂O se dizolva in solutie de H₂SO₄ 1% intr-un balon cotat de 1000 ml si se aduce la semn cu solutie de H₂SO₄ 1%.

Modul de lucru :

Se masoara intr-o eprubeta 10 ml apa de analizat

Se adauga 0,6 ml din amestecul de indicatori.

Se agita si coloratia obtinuta se compara cu o scara de etalonare .

Intocmirea scarii de etalonare :

Obs : Apa bidistilata folosita trebuie sa aiba pH-ul neutru. Daca tuburile din scara sunt infiolate, scara se poate pastra mai mult timp. Pentru siguranta se recomanda o verificare anuala.

Metoda colorimetrica are urmatoarele inconveniente :

nu se poate folosi pentru apele tulburi sau colorate ;

apele cu salinitate crescuta pot modifica tenta indicatorului ;

clorul rezidual poate distruge partial indicatorul sau poate intensifica tenta lui.

METODA ELECTROMETRICA CU ELECTROD DE STICLA

Pentru determinarea potentiometrica a pH - ului unei solutii se folosesc un electrod indicator al concentratiei ionilor de hidrogen (ionii H₃O⁺) si un electrod de referinta, alcatuindu-se celula electrochimica de forma:

Ca electrozi indicatori ai concentratiei ionilor de hidrogen (sau de hidroniu) se pot folosi:

electrodul de hidrogen;

electrod de metal / oxid de metal, de exemplu electrodul de stibiu: Sb / Sb₂O₃;

electrodul de chinhidrona, care contine un amestec echimolecular de chinona si hidrochinona;

electrodul de sticla.

Ca electrozi de referinta se folosesc, cel mai frecvent, electrodul de calomel si electrodul de Ag / AgCl.

Fig. 1. Partile componente ale unei instalatii pentru masurarea pH-ului unei solutii

a - pahar cu solutia de analizat;

b - electrod de sticla;

c - electrod de calomel;

d - pH-metru:

1 - borne pentru conenctarea electrozilor; 2 - maneta selector pentru folosirea aparatului ca pH-metru sau ca mV-metru; 3 - maneta de conectare a aparatului in circuitul electric al celulei electrochimice; 4 - butoane pentru alegerea scalei; 5 - cadranul cu scale; 6 - surub pentru reglarea mecanica a zeroului ; 7 - role pentru etalonarea aparatului

Principiul metodei :

Diferenta de potential existenta intre un electrod de sticla si un electrod de referinta (calomel - KCl saturata), introdusi in proba de apa de analizat, variaza liniar cu pH-ul probei.

Reactivi si material necesar      :

potentiometru pentru pH ;

electrod de sticla ;

electrod de referita de calomel ;

solutia de clorura de potasiu saturata ;

solutie tampon pentru pH= 4, pH = 6,88 si pH = 9,22.

apa bidistilata fiarta si racita.

Modul de lucru :

Echilibrarea aparatului dupa instructiunile de utilizare a aparatului.

Etalonarea aparatului se efectueaza folosind solutiile tampon cu pH cunoscut si se corecteaza cu ajutorul butonului de corectare a abaterii.

Dupa spalarea electrozilor cu apa bidistilata si clatirea lor cu apa de analizat se introduc in apa de analizat si se citeste pH-ul direct pe indicatorul de pe aparat.

Temperatura probei trebuie sa fie mentinuta la 20C cu variatii de 0,5C.

Se repeta operatia inca de 2 ori si se ia ca valoare a pH-ului media celor 3 citiri.

Calcul :

Rezultatul se exprima in pH dupa ce se face media a trei determinari.

Scopul lucrarii: DETERMINAREA Ca²⁺ DIN APA

I.       Principiul metodei

Ionii de calciu au propietatea de a forma complexe stabile cu sarea de sodiu a acidului etilendiamintetraacetic (EDTA) la pH = 12-13. Sfarsitul reactiei este aratat de indicatorul murexid, care vireaza de la roz la violaceu .

II.    Ecuatiile reactiilor chimice

 

III. Mod de lucru

Se masoara intr-un pahar de titrare o proba de apa cu volumul de 50 ml

Se adauga 3 ml sol. NaOH 2n

Se adauga un varf de spatula de murexid

Se titreaza cu sol. Complexon III pana la virajul culorii indicatorului de la roz la albastru-violet.

Se citeste la biureta volumul de complexon III consumat la titrare

IV.  Calcule

Factorul de corectie al sol. Complexon III 0,01m : .1,0000

Volumul probei de apa: 50ml

Relatia de calcul :

V = ml solutie de complexon de complexon folositi la tritare

m - molaritatea solutiei de complexon III

F = factorul solutiei de complexon III

V_p = volumul de apa luat in lucru in ml

A_Ca = 40,08 - masa atomica relativa a Ca

Scopul lucrarii: DETERMINAREA Mg²⁺ DIN APA

I.       Principiul metodei

Ionii de calciu au propietatea de a forma complexe stabile cu sarea de sodiu a acidului etilendiamintetraacetic (EDTA) la pH = 10, dupa indepartarea ionilor de calciu cu oxalat de calciu Sfarsitul reactiei este aratat de indicatorulnegru - eriocrom T, care vireaza de la rosu       la albastru persistent

II.    Ecuatiile reactiilor chimice

 

III. Mod de lucru

Intr-un pahar de titrare se masoara 100 ml de apa de analizat, 25 ml solutie de precipitare si se omogenizeaza

Se filtreaza oxalatul de calciu format prin hartie de filtru cu banda albastra

Intr-un pahar de titrare se masoara 50 ml      din filtrat, care corespund la 40 ml apa de analizat

Se adauga 2 ml sol. tampon

Se adauga un varf de spatula de indicator

Se titreaza cu sol. Complexon III pana la virajul culorii indicatorului de la rosu la albastru net.

Se citeste la biureta volumul de complexon III consumat la titrare

Se vor efectua trei determinari.

IV.  Calcule

Factorul de corectie al sol. Complexon III 0,01n : 1,0000

Volumul probei de apa:       ..50ml.

 

V = ml solutie de complexon de complexon folositi la tritare

m - molaritatea solutiei de complexon III

F = factorul solutiei de complexon III

V_p = volumul de apa luat in lucru in ml

A_Mg = 24,32 - masa atomica relativa a Mg

Metoda prin calcul

I.       Scopul lucrarii: DETERMINAREA DURITATII TOTALE A APEI

 

II.    Principiul metodei: ionii de Ca²⁺ si Mg²⁺ au proprietatea de a forma complexe de tip chelat cu EDTA, incolori, solubili si nedisociabili. Sfarsitul reactiei este marcat de indicatorii specifici cum ar fi negru eriocrom T.

III. Ecuatiile reactiilor chimice

IV.  Mod de lucru

Intr-un pahar de titrare se masoara 50 ml de apa de analizat

Se adauga 2 ml sol. tampon amoniacal

Se adauga un varf de spatula de indicator negru eriocrom T

Se titreaza cu sol. Complexon III pana la virajul culorii indicatorului de la rosu ca vinul la albastru net.

Se citeste la biureta volumul de complexon III consumat la titrare

V.     Calcule

Factorul de corectie al sol. Complexon III 0,01m : .1,0000..

Volumul probei de apa:       50ml..

 

V = ml solutie de complexon de complexon folositi la tritare

m - molaritatea solutiei de complexon III

F = factorul solutiei de complexon III

V_p = volumul de apa luat in lucru in ml

M_CaO = 56,1 - masa moleculara a CaO

10 - mg      CaO ce corespund unui grad german de duritate

I.       Scopul lucrarii: DETERMINAREA Cl^- DIN APA - METODA MOHR

II.    Principiul metodei

Clorurile sunt precipitate in prezenta acidului azotic cu un exces de azotat de argint, excesul fiind apoi titrat cu sulfocianura de amoniu in prezenta alaunului de fier (III).

III. Ecuatiile reactiilor chimice

Cl^- + AgNO₃ AgCl + NO₃^-

NH₄SCN + AgNO₃ AgSCN + NH₄NO₃

Fe³⁺ + 6 SCN^- [Fe (SCN)₆]^3-

IV.  Reactivi si ustensile necesare

V.     Mod de lucru

Se masoara intr-un pahar de titrare o proba de apa cu volumul de 100 ml si se neutralizeaza in prezenta de rosu neutru cu H₂SO₄ 0,1 N sau NaOH 0,1 N

Se masoara intr-un pahar de titrare o alta proba de apa cu volumul de 100 ml in care se adauga volumul de mai sus de sol. de H₂SO₄ 0,1 N sau NaOH 0,1 N necesar neutralizarii

Se adauga 1 ml cromat de potasiu sol. 10%

Se titreaza cu sol. AgNO₃ 0,02n pana la virajul culorii indicatorului de la galben-verzui la galben-brun

Se citeste la biureta volumul de sol. AgNO₃ 0,02n consumat la titrare

VI.  Calcule

Factorul de corectie al sol. AgNO₃ 0,02n: ..1,0000

Volumul probei de apa:       50ml.

 

V = ml solutie azotat de argint folositi la titrare

n - normalitatea      solutiei de azotat de argint

F = factorul solutiei de azotat de argint

E_{g Cl} = 35,46 - echivalentul-gram al Cl

V_p - volumul probei de apa , ml

Scopul lucrarii:       DETERMINAREA OXIGENULUI DIZOLVAT IN APA       -

METODA WINKLER

I.       Principiul metodei

Oxigenul dizolvat in apa oxideaza hidroxidul manganos la hidroxid manganic, care in mediu acid scoate iodul din iodura de potasiu in cantitate echivalenta cu oxigenul dizolvat in apa si se titreaza cu tiosulfat de sodiu .

II.    Ecuatiile reactiilor chimice

MnSO₄ + 2NaOH Mn(OH)₂ + Na₂SO₄

Mn(OH)₂ + O₂ H₂MnO₃

H₂MnO₃ + Mn(OH)₂ Mn₂O₃ + 2H₂O

Manganita de mangan (brun)

Mn₂O₃ +3H₂SO₄ Mn₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Mn₂(SO₄)₃ + 2KI 2MnSO₄ + K₂SO₄ + I₂

I₂ + 2 Na₂S₂O₃ Na₂S₄O₆ + 2NaI

III. Reactivi si ustensile necesare

IV.  Mod de lucru

Recoltarea probei. Fixarea oxigenului.

Pentru oxigenul dizolvat apa se recolteaza in sticle separate si cu multa grija sa nu se aereze in timpul manipularilor. Sticla se umple complet apoi se pune dopul. Imediat se introduc cu atentie 2 ml solutie de sulfat sau clorura manganoasa si 2ml amestec alcalin de iodura azida. Se pune dopul si se agita continutul flaconului. In prezenta oxigenului se formeaza un precipitat brun-roscat, iar in absenta acestuia precipitatul ramane alb. Dupa depunerea completa a precipitatului se elimina cu atentie cca 10 ml din lichidul supernatant si se adauga 5 ml H₂SO₄ 1 : 3 .

Se transvazeaza continutul sticlei de recoltare intr-un pahar Erlenmayer

Se titreaza cu sol. Na₂S₂O₃ 0,025 N pana se obtine o coloratie galbena

Se adauga 1ml amidon si se continua titrarea pana la decolorare completa a culorii albastre a amidonului .

Se citeste la biureta volumul de sol. Na₂S₂O₃ 0,025 N consumat la titrare

V.     Calcule

Factorul de corectie al sol. Na₂S₂O₃ 0,025 N: ..

 

V = ml solutie de Na₂S₂O₃ 0,025 N folositi la titrare

F = factorul solutiei de tiosulfat de sodiu 0,025 N

0,2 = echivalentul in mg O₂ a unui ml de solutie de tiosulfat 0,025 N

V₁ = cantitatea de apa de analizat recoltata, in ml

4 = cantitatea de reactivi introdusa pentru fixarea oxigenului, in ml

Scopul lucrarii: DETERMINAREA DEFICITULUI DE OXIGEN

I.       Principiul metodei

Se      calculeaza diferenta dintre cantitatea de oxigen in conditii de saturare la temperatura apei de analizat si cantitatea de oxigen gasita in apa .

II.    Mod de lucru

Se determina cantitatea de oxigen in conditii de saturatie dupa tabelul Winckler

Se calculeaza diferenta dintre cantitatea de oxigen dizolvat la saturatie la temperatura apei si cantitatea de oxigen gasita in apa .

Se determina deficitul de oxigen in apa procentual

III. Calcule

 

A = diferenta dintre cantitatea de oxigen dizolvat la saturatie la temperatura apei si cantitatea de oxigen gasita in apa .

B = concentratia in oxigen a apei in conditii de saturatie dupa tabelul lui Winckler la temperatura apei de analizat .

Scopul lucrarii: DETERMINAREA CERINTEI BIOCHIMICE DE OXIGEN

DIN APA (CBO₅) PE PROBA DE APA NEDILUATA

I.       Principiul metodei

Se determina oxigenul consumat timp de 5 zile de catre microorganismele din apa prin diferenta dintre cantitatea de oxigen gasita in proba de apa imediat si dupa 5 zile de la recoltare .

II.    Reactivi si ustensile necesare

III. Mod de lucru

Se recolteaza apa de analizat in doua sticle cu volum cunoscut, in aceleasi conditii ca pentru determinarea oxigenului dizolvat

Intr-una din sticle se fixeaza oxigenul

Cea      dea doua sticla se pastreaza la intuneric la temperatura de cca 20C, timp de 5 zile

In sticla in care s-a fixat oxigenul se efectueaza determinarea oxigenului dizolvat (vezi L14)

Dupa 5 zile se determina oxigenul dizolvat in cea dea doua sticla

Se vor efectua trei determinari.

IV.  Calcule

Factorul de corectie al sol. Na₂S₂O₃ 0,025 N: ..

mg CBO₅/dm³ = A - B

A = cantitatea in mg oxigen/dm³ existent in proba de apa in momentul recoltarii

B = cantitatea de oxigen in mg/dm³ gasit in proba de apa dupa 5 zile

Scopul lucrarii: DETERMINAREA SUBSTANTELOR OXIDABILE DIN APA

METODA CU PERMANGANAT DE POTASIU (CCOMn)

I.       Principiul metodei

Permanganatul de potasiu oxideaza substantele organice din apa in mediu acid si la cald, iar permanganatul ramas in exces se determina cu acid oxalic .

II.    Ecuatiile reactiilor chimice

. KMnO₄ + . H₂C₂O₄ + .H₂SO₄ . K₂SO₄ + . MnSO₄ +. CO₂ + . H₂O

III. Reactivi si ustensile necesare

IV.  Mod de lucru

In cazul unui continut de cloruri in apa sub 300 mg/dm³

Se introduc intr-un pahar Erlenmayer 100 ml apa de      analizat

Se      adauga 15 ml H₂SO₄ solutie 20%

Se      adauga rapid 10 ml solutie KMnO₄ 0,01N exact masurati

Se fierbe exact 10 minute de cand incepe fierberea

Se adauga in solutia fierbinte 10 ml solutie H₂C₂O₄ 0,01N exact masurati

Solutia decolorata se titreaza cu solutie KMnO₄ 0,01N pana la aparitia coloratiei roz slab persistent

Se citeste la biureta volumul de sol. KMnO₄ 0,01N consumat la titrare

In cazul unui continut de cloruri in apa de peste 300 mg/dm³

Se introduc intr-un pahar Erlenmayer 100 ml apa de      analizat

Se      adauga 0,5 ml solutie NaOH 30%

Se      adauga 10 ml solutie KMnO₄ 0,01N exact masurati

Se fierbe exact 10 minute de cand incepe fierberea

Se lasa sa se racoreasca la aproximativ 70C

Se adauga in proba 15 ml H₂SO₄ solutie 20% si 10 ml H₂C₂O₄ 0,01N

Se titreaza cu solutie KMnO₄ 0,01N pana la virajul      incolor la roz slab persistent

Se citeste la biureta volumul de sol. KMnO₄ 0,01N consumat la titrare

V.     Calcule

Factorul de corectie al sol. KMnO₄ 0,01 N: ..

Volumul probei de apa:       ..

 

V = ml de solutie KMnO₄ 0,01N adaugata initial in proba

V₁ = ml de solutie KMnO₄ 0,01N folositi la titrarea probei

V₂ = ml de solutie H₂C₂O₄ 0,01N adaugati in proba pentru decolorare

F = factorul de corectie al solutiei de permanganat de potasiu

0,316 = echivalentul in mg KMnO₄ a unui ml solutie de KMnO₄ 0,01N

V_p = cantitatea de apa de analizat luata in lucru, in ml

Anexa 2. Cantitatea de oxigen in conditii de saturare - tabelul WINKLER

Anexa 3. Fisa de prelevare pentru apele de suprafata