Аналитическая химия промышленных сточных вод - Лурье Ю.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
Для определения больших количеств летучих фенолов предложены методы, описанные в разд. 9.28.2.1 и 9.28.2.2. Для определения малых концентраций — все остальные методы.
9.28.2.1. Бромометрический метод
Сущность метода. В анализируемый раствор вводят бромид-броматную смесь, которая в кислой среде выделяет свободный бром:
BrO3' + 5Br" + 6H+ = 3Br2 + 3H2O
Бромид-броматную смесь прибавляют в избытке. Обазующий-ся в растворе бром реагирует с фенолом по уравнению
C6H5OH + 4Br2 = 4H+ + 4Br- + C6H2Br3OBr
Когда затем к раствору прибавляют иодид калия, непрореа-гировавший бром вытесняет иод из иодида калия и, кроме того, 2 эквивалента иода выделяются под действием одной молекулы C6H2Br3OBr:
C3H2Br3OBr + H+ + 21" = C6H2Br3OH + I2 + Br"
Таким образом, в результате этих двух реакций каждый эквивалент фенола связывает 6 эквивалентов брома. Зная количество брома, введенного в раствор, и определяя количество выделившегося иода, вычисляют, сколько брома вступило в реакцию с фенолом, а отсюда и содержание фенола в пробе. Аналогично фенолу CgH5OH ведут себя и другие перечисленные выше фенолы. Следовательно, в результате анализа находят суммарное содержание фенолов, отогнанных с водяным паром.
Реактивы
Сульфат меди CuS04-5H20, 10%-ный раствор. Серная кислота, разбавленный (1:3) раствор.
Бромид-броматная смесь. Растворяют 1,67 г бромата калия и 6 г бромида калия в 1 л дистиллированной воды. Иодид калия.
Тиосульфат натрия, 0,05 н. раствор. Крахмал, 0,5%-ный раствор.
Ход определения. Предварительная обработка сточной воды. К 100 мл анализируемой воды прибавляют 10— 15 мл сульфата меди (для осаждения сульфидов), подкисляют серной кислотой, вводя 3—5 мл ее избытка (если добавление сульфата меди вызвало образование осадка гидроксида меди, послед-
371
Рис. 18. Прибор для отгонки фенолов.
ний при подкислении должен полностью раствориться), и ведут перегонку в приборе изображенном на рис. 18 до тех пор, пока в перегонной колбе не останется очень небольшой объем (30—40 мл) жидкости. К остатку приливают 100 мл дистиллированной воды и продолжают перегонку, собирая дистиллят в тот же приемник. Для проверки на полноту отгона рекомендуется набрать в пробирку нескольку капель выходящей из холодильника жидкости и испытать на присутствие в ней фенолов, добавив 4-аминоантипирин (см. разд. 9.28.2.3). Дистиллят переносят в мерную колбу вместимостью 500 мл, разбавляют ди-
стиллированной водой до метки и отбирают аликвотную часть для бромирования.
Бромирование фенолов и иодиметрическое титрование. Отобрав 25—50 мл полученного дистиллята, переносят его в коническую колбу вместимостью 300—-500 мл, снабженную притертой пробкой, прибавляют 25 мл бромид-броматной смеси и 10 мл серной кислоты, закрывают колбу пробкой и оставляют на 0,5 ч. Затем прибавляют 1 г сухого иодида калия, снова закрывают колбу притертой пробкой и через 5 мин титруют выделившийся иод раствором тиосульфата натрия, прибавляя к концу титрования раствор крахмала.
В другую такую же колбу наливают дистиллированную воду в таком же объеме, в каком был взят дистиллят для титрования, прибавляют такие же количества бромид-броматной смеси, серной кислоты и иодида калия и через 5 мин титруют тиосульфатом.
Расчет. Содержание летучих с паром фенолов в пересчете на фенол СбН5ОН (х) в мг/л вычисляют по формуле
_ (Ь — а) К ¦ 0,784 ¦ 500 • 1000 Х~ VV1
где b — объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного в холостом опыте, мл; а — объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование пробы, мл; К — поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора тиосульфата натрия к точно 0,05 н.; V — объем сточной воды, взятой для анализа, мл; Vi — объем аликвотной части фильтрата или дистиллята, взятого для бромирования и титрования, мл; 0,784 — количество фенола, эквивалентное 1 мл 0,05 и. раствора тиосульфата натрия, мг.
Многочисленные анализы сточных вод, проведенные в разных странах, показали, что средняя молекулярная масса содержащихся в них летучих фенолов в большинстве случаев близка к 102. Исходя из этого значения можно рассчитывать содержание летучих с паром фенолов (у) в мг/л по формуле
(b — а) К ¦ 0.85 • 500 • 1000 У~ VV1
372
где 0,85 — количество смеси летучих фенолов, эквивалентное 1 мл 0,05 н. раствора тиосульфата натрия, мг.
Так как образование CeH2Br3OBr должно протекать при большом избытке брома, необходимо иметь в виду, что приведенные выше количества бромата калия и бромида калия выделяют при подкислении 119,9 мг брома, которые могут бромировать не больше 24 мг фенола. Соответственно этому расчету надо подбирать объем бромируемой аликвотной части раствора.
Если сточная вода покрыта пленкой нефти, пробу для определения фенолов надо брать пипеткой, погружая ее конец в середину жидкости так, чтобы пленка нефти не попала в пипетку. В случае присутствия нефтепродуктов можно их предварительно удалить сильным подщелачиванием сточной воды (для превращения фенолов в феноляты) и экстрагированием нефтепродуктов петролейным или диэтиловым эфиром. Затем к пробе добавляют сульфат меди, подкисляют и отгоняют фенолы, как описано выше.
