Химический анализ воды

2.1. Исследование  физических свойств воды. 

 

Программа исследования воды определяется задачей, стоящей перед нами, и  может быть осуществлена по схеме  полного или краткого санитарного  исследования. Мы проводили исследования по схеме краткого химического анализа, т.к. в нём определяются самые  основные показатели воды и он более  оптимальный для нашего климата  в отличие от полного.

При оценке качества грунтовых вод, которая  проводится по схеме краткого химического  анализа, осуществляется:

А) органолептические исследования – запах, вкус, цветность, прозрачность, мутность, осадок, плёнка, различимые невооружённым  глазом водные организмы;

Б) химические исследования – окисляемость, содержания аммонийного, нитритного и нитратного азота (т.е. азот, содержащий аммиак, нитриты и нитраты), общая и карбонатная жёсткость, щёлочность, наличие хлор-иона (или хлориды), общего железа;

В) бактериологические исследования – микробное число  и коли индекс (т.е. бактериальный  показатель)

Для исследования мы взяли воду из скважины №4 

 

Органолептический метод определения запаха (ГОСТ 3351)  

 

Характер  запаха мы определяем ощущением воспринимаемого  запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и.т.д.).

Метод определения:

В колбу мы отмеривали 100 см³ пробы воды. Горлышко колбы закрыли часовым стеклом и подогрели на водяной бане до 50-60°С. Содержимое колбы несколько раз перемешиваем вращательными движениями. Сдвигая стекло в сторону, быстро определяем характер интенсивность запаха по пяти-бальной системе (в таблице). 

 

Интенсивность Запаха	Характер проявления запаха	Оценка интенсивности  запаха в баллах
Нет	Запах не ощущается	0
Очень слабая	Запах не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании.	1
Слабая	Запах замечается потребителем, если обратить на это внимание	2
Заметная	Запах легко замечается и  вызывает неодобрительный отзыв  о воде	3
Отчётливая	Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья	4
Очень сильная	Запах настолько сильный, что делает воду непригодной  к употреблению	5

 

  

 

Органолептический метод определения вкуса (ГОСТ 3351)  

 

Этим методом мы определяем характер и интенсивность вкуса и привкуса.

4 основные виды вкуса: солёный,  кислый, сладкий, горький

Метод определения:

Характер вкуса или привкуса определяют ощущением воспринимаемого  вкуса или привкуса (солёный, щелочной, металлический и.т.д.)

Испытуемую воду мы набрали в  рот малыми порциями, не проглатывая, задерживаем на 3-5 с.

Интенсивность и характер вкуса  и привкуса мы определяем при 20°С и оцениваем по пяти-бальной системе (в таблице). 

 

Интенсивность вкуса, привкуса	Характер проявления вкуса  и привкуса	Оценка интенсивности  вкуса в баллах
Нет	Вкус и привкус не ощущаются	0
Очень слабая	Вкус и привкус не ощущаются  потребителем, но обнаруживается при  лабораторном исследовании	1
Слабая	Вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на это  внимание	2
Заметная	Вкус и привкус легко  замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде	3
Отчётливая	Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья	4
Очень сильная	Вкус и привкус настолько  сильные, что делают воду непригодной к употреблению	5

 

 

Фотометрический метод определения цветности. (ГОСТ 3351) 

 

Цветность воды определяют фотометрическим  путём сравнения проб испытуемой жидкости с растворами, имитирующими цвет природной воды, или с дистиллированной водой.

Для проведения испытаний мы применяем  следующую аппаратуру и материалы: фотоэлектрокалориметр (ФЭК) с синим светофильтром (λ=413 нм) и кюветы с толщиной поглощающего свет слоя 5-10 см.

Проведение метода. В одну кювету мы наливали пробу воды, а в другую дистиллированную воду и показания  снимали на ФЕКе. Результат определяли по формуле: С=D : 0.008, где С – цветность пробы воды. D – оптическая плотность, найденная по ФЕКу. Мы определили цветность воды из артезианской скважины №4.Она равна 10.88 градусов. 

 

Вывод:

1)Запах практически не ощущается,  поэтому мы ставили по запаху 1 балл. Это хороший показатель, который  соответствует СанПину по питьевой воде.

2)Вкус и привкус в нашей  воде практически не ощущается  или ощущается очень слабо,  поэтому мы поставили по вкусу  и привкусу тоже 1 балл, что также  соответствует СанПину.

3)Мы определили цветность воды, результат которой 10,88° (градусов).

По СанПину цветность не должна превышать 20° по питьевой воде, значит, мы получили хороший результат. 

 

Фотометрический метод определения мутности (ГОСТ 3351). 

 

Определение мутности мы производили  сразу после отбора пробы.

Мутность воды определяют фотометрическим  путём сравнения проб исследуемой  воды с дистиллированной водой.

Для проведения исследования мы применяли  фотоэлектрокалориметр (ФЭК) с зелёным светофильтром (λ=530 нм), кюветы с толщиной поглощающего слоя 50 или 100 мм

Проведение испытания:

В одну кювету мы набирали испытываемую пробу, а во вторую дистиллированную воду, служащую контрольной пробой на ФЭКе при λ=530 нм.

Содержание мутности в мл/дм³ мы находим по градуировочному графику или рассчитываем по формуле : С =D :0.02 х0.58 ,где С – мутность воды. D – оптическая плотность, найденная по ФЕКу.

В ходе исследования мы нашли мутность, которая равна 1,39 мл/дм³.

Вывод: Мутность воды также соответствует СанПину, т.к. она не должна превышать 2,5 мл/дм³. 

 

Определение прозрачности (ГОСТ 3351). 

 

Использовались прибор Снеллена, который представляет собой цилиндр стеклянный, с объёмным плоским, хорошо отшлифованным дном. Цилиндр градуирован по высоте в см. У основания его имеется тубус для выпуска воды, на который надета резиновая трубка с зажимом. Цилиндр укреплён в штативе, под него подкладывается печатный шрифт Снеллена №1 так, чтобы шрифт находился на расстоянии 4 см от дна. Воду сливают из боковой трубки до тех пор, когда можно отчётливо различить шрифт; отсчитывают высоту столба воды. Прозрачность измеряется в см с точностью до 0,5 см. Определение проводила в хорошо освещённой комнате, но не на прямом свету. Питьевую воду считают прозрачной, если стандартный шрифт читается через слой воды 30 см и более. 

 

Вывод: При исследовании питьевой воды из артезианской скважины №4 мы определили, что её прозрачность равна 30 см, т.е. соответствует СанПину.

 

 

2.2. Исследование  химического состава воды. 

 

Окисляемость  перманганатная. Метод Кубеля (ГОСТ –4595).  

 

Определяется во всех видах.

Окисляемость – это показатель питьевой воды, по которому судят о загрязнении воды органическими и неорганическими веществами. Окисляемость питьевой воды СанПину не должна превышать 5,0 мг О₂/дм³.

Метод: Титриметрический. Он основан на окислении веществ, присутствующих в воде 0,01 н раствором перманганата калия в сернокислой среде при кипячении.

В колбу на 250-300 мл наливали исследуемую  воду в количестве 100 мл, к ней  прилили 5 мл разбавленной серной кислоты (H₂SO₄) (1:3), и прибавили 10 мл 0,01 н раствора перманганата калия. Всё тщательно перемешали, колбу накрыли часовым стеклом и поставили на плиту, чтобы довести до кипения, причём необходимо, чтобы смесь закипела ровно через 5 минут и кипятили ровно 10 минут с момента закипания. Затем к горячему раствору прибавили 10 мл 0,01 н. раствора щавелевой кислоты, раствор обесцветился. Обесцвеченную жидкость титровали 0,01 н раствором перманганата калия до слабо-розового окрашивания. Параллельно проводили контрольную пробу с дистиллированной водой. Результат рассчитывали по формуле:

(a – b) * 80       

V,

где а – объём 0,01 н. раствора перманганата калия, израсходованного на исследуемую  воду,

b – объём 0,01 н. раствора перманганата калия, израсходованного на контрольную пробу.

V – объём пробы, взятой для анализа

Пример: (2,3-1,3)*80 = 0,8 мг О₂/дм³                      

100

Вывод: Мы нашли окисляемость, которая равна 0,8 мг О₂ /дм³, что меньше 5,0. Значит вода соответствует СанПиНу по питьевой воде. Этот показатель говорит нам о том, что вода содержит небольшое количество органики. 

 

Тетриметрический метод определения кальция. 

 

Аппаратура и реактивы. Коническая колба на 250мл, пипетка 10мл, 2н. раствор NaOH, кристаллический мурексид, трилон =Б=

Сущность метода заключается в  комплексонометрическом определения ионов кальция с помощью трилона Б.

Проведение анализа. В коническую колбу на 250мл наливаем 100мл исследуемой  воды и прибавляем сначала 2мл 2н. раствора NaOH, потом добавляем кристаллический мурексид  и титруем трилоном Б до фиолетового оттенка. Расчеты производили по формуле С = D х 0.5, где С – массовая концентрация кальция, D – количество миллилитров ушедших на титрование.

Массовая концентрация кальция  по нашим расчётам равна 0.25 мг –  экв/ дм ³.

Вывод: По СанПиНу содержание кальция в питьевой воде не нормируется, но по его количеству мы судим о жесткости воды, а жесткость у нас небольшая, значит и кальция содержится небольшое количество.  

 

Титриметрический метод определения жесткости (ГОСТ 4151).  

 

Сущность метода. Метод основан  на образовании прочного комплексного соединения трилона Б с ионом кальция и магния.

Аппаратура и реактивы: пипетка10, буферный раствор, индикатор, трилон Б.

Проведение анализа. В коническую колбу на 250мл мы налили 100 мл исследуемой  воды и добавили поочередно 5мл буферного  раствора, индикатор хром тёмно –  синий. Титруем трилоном Б до синей окраски. Результаты рассчитываем по формуле С = D х 0,5 где С – жесткость , D – количество миллилитров трилона Б, израсходованного на титрование. 

 

Вывод: общая жесткость в нашей воде равна 0,95 мг – экв/дм³, что намного меньше, чем показатели ПДК. 

 

Фотометрический метод определения железа (ГОСТ 4011).  

 

Сущность метода: Метод основан  на взаимодействии ионов железа в щелочной среде с сульфосалициловой кислотой с образованием окрашенного в желтый цвет комплексного соединения. Интенсивность окраски, пропорциональную массовой концентрации железа измеряют при длине волны 400нм.

Аппаратура и реактивы: ФЭК со светофильтром 430нм, концентрированная  HCL, сульфосалициловая кислота, хлористый аммоний, бидистиллированная вода, кювета 50мл.

Проведение анализа: Делаем параллельно  с контрольной пробой. В одну колбу  наливаем 50мл бидистиллированной воды, а во вторую 50мл исследуемой воды. В каждую колбу приливаем по 0,2 концентрированной HCL, тщательно перемешиваем, выпариваем до объема 30 –35 мл. Затем, когда всё остыло до комнатной температуры – перелили в две мерные колбы на 50мл и добавили по одному миллилитру хлористого аммония, тщательно перемешали; затем добавили по 1мл сульфосалициловой  кислоты, снова перемешли, добавили по одному миллилитру аммиака 1:1 и довели до метки бидистиллированной водой. Показания снимали на ФЭКе со светофильтром 430нм. Расчеты произвели по формуле: С = D: 0,41, где С – массовая концентрация железа, D – относительная плотность, 0.41 – коэффициент.

Массовая концентрация железа в  нашей воде составила 6,53.

Вывод: По содержанию железа наша вода не соответствует  санитарным нормам. ПДК железа в питьевой воде равно 0,3 мг/л, а у нас получилось в несколько раз больше.  

 

Фотометрический метод определения массовой концентрации аммиака и ионов аммония. (ГОСТ 4192).

Сущность метода. Метод основан  на способности аммиака и ионов  аммония, образовывать окрашенное  в желто – коричневый цвет соединение с реактивом Несслера. Интенсивность окраски раствора, пропорциональную массовой концентрации аммиака и ионов аммония, измеряют на ФЭК при длине волны 470нм.