Аналитическая химия промышленных сточных вод - Лурье Ю.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
108
6.7. ЖЕЛЕЗО
В некоторых сточных водах железо встречается в больших концентрациях, например в сточных водах травильных цехов, производства солей железа, иногда в сточных водах цехов крашения тканей и т. д. В больших концентрациях железо может содержаться также и в шахтных водах. В малых концентрациях железо присутствует почти во всех сточных водах. В профильтрованных природных поверхностных водах концентрация железа редко достигает 1 мг/л.
Железо в водах может быть во многих формах: в истинно растворенном состоянии и в виде коллоидного раствора вследствие пептизации гидроксида железа органическими веществами; в виде комплексных соединений с неорганическими и органическими лигандами, в различных суспендированных в воде твердых частицах. Наконец, оно может быть в трехвалентном и в двухвалентном состояниях. При pH > 3,5 железо (III) может быть в водной фазе только в виде комплекса, а при pH > 8 не может существовать в растворе в виде свободных ионов, не связанных в комплекс, и железо (II). Надо также учитывать то, что в воде, содержащей кислороді*железси[ГП легко"" переходит""в"жё~~ лёзо(IИ) и ^ осаждается "в виде гидроксида. Железо(П) достаточно устойчиво* в водном растворе только в сильнокислой среде.
Таким образом точные результаты могут быть получены только при определении суммарного содержания железа во всех его формах. Раздельное определение растворенного и нерастворен-пого железа, а также железа (II) и железа (III) дает менее до* стоверные результаты.
6.7.1. Фотометрический метод с 1,10-сренантролином
Сущность метода. Ионы железа (II) образуют с 1,10-фенеи-тролином оранжево-красные комплексные ионы, в которых один ион железа(II) соединен с тремя молекулами 1,10-фенантролина, Для определения общего содержания железа предварительно восстанавливают железо (III) гидрохлоридом гидроксиламина. Окраска не зависит от pH в границах от 3 до 9 и очень устойчива (более 6 месяцев). Измерение оптической плотности рекомендуется проводить при К = 510 нм. Молярный коэффициент поглощения равен 1,1 • 104.
Мешающие вещества. Мешают определению сильные окислители, нитриты, фосфаты, особенно полифосфаты, хром и цинк ? концентрациях, превышающих концентрацию железа более чем в Ю раз, медь и кобальт в концентрациях, превышающих 5 мг/л, никель в концентрациях, превышающих 2 мг/л. Висмут, кадмий, РтУть, серебро и молибдат-ионы осаждают фенантролин. Кипяче-,Jj1I6*J лР°бьі с кислотой можно превратить полифосфаты в орто-. фосфаты и удалить азотистую кислоту,
109
Если проба содержит относительно большое количество органических веществ, следует предварительно обработать ее азотной и серной кислотами, как описано в разд. 6.1, или выпариіь досуха, осторожно озолить осадок в фарфоровой или кварцевой посуде и растворить его при нагревании в разбавленной (1:1) соляной кислоте.
Реактивы
Гидрохлорид гидроксиламина, 10%-ный раствор. Гидрохлорид \ЛО-фенантролина, 0,1%-ный раствор.
Соляная кислота пл. 1,19 г/см3, \ч (проверить на отсутствие в ней железа).
Буферный раствор ацетатно-аммонийный. Растворяют 250 г NH4CHjCOO в 150 мл дистиллированной воды и прибавляют 700 мл ледяной уксусной кислоты. Поскольку ацетат аммония часто содержит малые количества железа, с каждой новой его партией надо заново строить калибровочную кривую.
Стандартный раствор соли железа. Основной раствор. Растворяют 0,8634 г железоаммопнйных квасцов чда FeNH4(SO4J2- 12H2O в дистиллированной воде, прибавляют 2 мл соляной кислоты пл. 1,19 г/см3 и разбавляют водой до 1 л. В 1 мл этого раствора содержится 100 мкг железа.
Рабочий раствор. Разбавляют 50.0 мл основного стандартного раствора дистиллированной водой до 1 л. В 1 мл этого раствора содержится 5 мкг железа.
Ход определения. Определение общего содержания железа. Отбирают такой объем перемешанной анализируемой пробы, чтобы в нем содержалось от 5 до 100 мкг железа, и помещают в коническую колбу вместимостью 100—-125 мл. (Если пробу обрабатывали азотной и серной кислотами или прокаливали сухой остаток с целью удаления органических веществ, отбирают соответствующую аликвотную часть полученного раствора.) Подкисляют 1—2 мл соляной кислоты (если проба не была достаточно кислой), приливают 1 мл раствора гидрохлорида гидроксиламина и кипятят до растворения всех соединений железа. Затем охлаждают и переносят раствор (если надо, фильтруя его) в мерную колбу вместимостью 50 мл. Прибавляют 10 мл буферного ацетатно-аммонийного раствора и 2 мл раствора фенантро-лина и разбавляют до метки дистиллированной водой. Тщательно перемешивают и дают постоять 10—15 мин для полного развития окраски.
Оптическую плотность полученного раствора измеряют в кювете с толщиной слоя 1 или 5 см (в зависимости от интенсивности цвета раствора) при К = 510 нм, поместив в другую кюзету раствор, полученный в холостом опыте, проведенном с дистиллированной водой и всеми примененными реактивами. Холостой раствор обычно бывает слегка окрашенным, так как даже очень чистые реактивы часто содержат сделы железа.
Содержание железа находят по калибровочной кривой, для построения которой отбирают 0,5; 1,0; 2,0, 20,0 мл рабочего стандартного раствора соли железа и обрабатывают каждый раствор, как в ходе определения.
