Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2008 №3 - Журнал «Домашняя лаборатория»

Соединения свинца (особенно растворимые) являются очень токсичными. Связано это с тем, что ионы свинца РЬ2+ блокируют гидросульфидные группы в органических молекулах, в частности в молекулах белков и ферментов. Поэтому свинец и другие тяжелые металлы, аналогичные по действию, относят к категории "тиоловых" ядов. Другой механизм токсического действия свинца обусловлен способностью ионов РЬ2+ конкурировать с эссенциальными металлами, происходит их "вытеснение" из органических комплексов. По этому механизму протекает дезактивация участвующих в синтезе гема ферментов карбоангидразы и аминолевулинатдегидрогеназы в результате замены содержащегося в них иона Zn2+ на ион Pb2+. Но и этим не ограничиваются возможности токсического действия свинца. Ионы свинца активируют фермент гемокиназу разлагающий гемоглобин. Понятно, что в организме происходит дефицит гемоглобина и возникает анемия.

ПДК свинца по ГОСТ 18293-72 0,1 мг/л. Свинец, как и все металлы, консервируют добавлением к пробе 2–3 мл концентрированной азотной кислоты. В таком состоянии проба может храниться месяц.

Марганец

Марганец относится к эссенциальным элементам. Он обнаружен в простетических группах ферментов, ответственных за синтез полисахаридов входящих в состав хрящей. К важнейшим марганцосодержащим ферментам относятся пируваткарбоксилаза, супероксиддисмутаза, фосфаттрансфераза, ДНК-полимераза.

ПДК ионов Мn2+ в воде водоемов 0,1 мг/л.

Фенолы

Фенол и его производные — сильные яды. По некоторым данным механизм отравления таков: блокируются сульфгидрильные группировки жизненно важных ферментов, в результате нарушаются важнейшие окислительно-восстановительные реакции внутри клеток. ПДК фенолов в обычной воде 0,1 мг/л, в хлорированной воде — 0,001 мг/л. Такая разница обусловлена тем, что при хлорировании воды фенолы переходят в более токсичные хлорфенолы и даже в диоксины, которые являются тератогенами — т. е. могут вызывать уродства.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРИРОДНЫХ ВОД

Отбор и подготовка пробы к анализу

Для получения достоверных результатов анализ пробы необходимо проводить как можно скорее. В воде происходят реакции окисления-восстановления, осаждения, адсорбции. Могут изменяться pH, жесткость, цветность воды, из стекла могут выщелачиваться элементы, а некоторые наоборот могут адсорбироваться стенками сосудов.

В таблице приведены основные характеристики воды, сроки их сохранения и способы консервации.

Определение цветности

Реактивы:

Раствор 1. Для его приготовления в небольшом количестве дистиллированной воды растворяют 0,0875 г бихромата калия К2Сr2О7 и 2,0000 г гептагидрата сульфата кобальта CoSO4*7H2O. Добавляют 1 мл концентрированной серной кислоты и в мерной колбе доводят объем раствора до 1 л дистиллированной водой.

Раствор 2. В мерную колбу помещают 1 мл концентрированной серной кислоты (р = 1,84) и доводят объем раствора до 1 литра.

Методика:

Сначала готовят шкалу цветности, путем смешивания растворов 1 и 2 в соотношениях указанных в таблице.

Цветность определяют, сравнивая окраску исходного раствора со шкалой.

Водородный показатель (pH)

Водородный показатель чаще всего определяют двумя способами:

a) С использованием электронного pH-метра

b) С применением методов визуальной колориметрии.

Жесткость (постоянная, dH)

Реактивы:

1) Сантинормальный(0,01 Н) раствор трилона Б (этилендиаминтетрауксусная кислота, динатриевая соль, дигидрат). Для этого в 700 мл бидистиллированной воды растворяют 1,86 г трилона Б и объем раствора доводят до 1 л.

2) Готовят буферный раствор с рН=9. Для этого в дистиллированной воде растворяют 20,0 г хлорида аммония NH4CI, добавляют 100 мл 25 %-ного раствора аммиака и доводят объем раствора до отметки 1 л.

3) Раствор индикатора. В качестве индикатора используют хромовый темно-синий. В количестве 0,50 г его растворяют в 20 мл буферного раствора и доводят объем смеси до 100 мл этилового спирта.

Методика:

Для определения берут исследуемую воду объемом 10 мл, добавляют 1 мл буферного раствора и 1–2 капли индикатора. При этом раствор должен окраситься в розово-красный цвет. Далее смесь титруют раствором трилона Б до изменения окраски из розовой в синюю. Объем раствора потраченного на титрование численно будет равен величине жесткости, выраженной в мг-экв/л.

Прозрачность

Прозрачность воды — характеристика качественная. Для её определения в мерный цилиндр с плоским дном(!) и высотой более 30 см наливают воду до отметки 30 см. Под цилиндр кладут бумажку с надписью сделанной стандартным шрифтом. Высота такого шрифта — 3 мм. В случае если текст можно прочесть, вода считается прозрачной.

Определение карбонатной (временной) жесткости

Реактивы:

1) Спиртовой раствор фенолфталеина

2) Спиртовой раствор метилоранжа

3) Раствор соляной кислоты 0,05 Н

Методика:

К 10 мл исследуемой воды в мерной колбе добавляют 5–6 капель раствора фенолфталеина. Если не появится розовая окраска, то считают, что карбонат- и гидрокарбонат-ионы в пробе отсутствуют. В противном случае, смесь титруют стандартным раствором соляной кислоты до обесцвечивания. Карбонатную жесткость в мг-экв./л рассчитывают по формуле:

Скарб = (VHCl*0,05*1000)/10

Далее к пробе добавляют 1–2 капли раствора метилового оранжевого и снова титруют соляной кислотой до перехода окраски из желтой в розовую. Расчет ведут по формуле:

Сгидрокарб = (VHCl*0,05*1000)/10

Для нахождения временной жесткости результаты суммируют.

Определение свободного кислорода (по Винклеру)

Реактивы:

1) Растворы[52] солей марганца MnSO4*4H2O (40 г в 100 мл), MnSO4*2H2O (48 г в 100 мл) или МnСl2*4Н2O (42,5 г в 100 мл).

2) Щелочной раствор йодида калия. Готовят отдельно растворы йодида калия 15 г в 10 мл и гидроксида натрия 50 г в 50 мл кипячёной (!) воды. Затем оба раствора смешивают и доводят объем смеси кипяченой дистиллированной водой до 100 мл.

3) Раствор соляной кислоты (2:1)

4) Раствор тиосульфата натрия Na2S2O3*5H2O 0,02 Н.

5) Крахмальный клейстер 0,5%

Методика:

На месте отбора пробы, в склянку на 100 или 200 мл с притертой пробкой, в смесь добавляют по 1 мл раствора соли марганца и 1 мл раствора йодида калия на каждые 100 мл пробы. Смесь закрывают так, чтобы под пробкой не осталось пузырьков воздуха. В таком состоянии смесь может храниться 24 часа.

В лаборатории из колбы сливают часть жидкости (точно измеряют объем) и добавляют 5 мл раствора соляной кислоты. После этого раствор резко переливают в коническую колбу и быстро титруют 0,02 н. раствором тиосульфата до слабожелтой окраски. Затем добавляют крахмал и титруют дальше. От последней капли тиосульфата окраска должна исчезнуть. Содержание кислорода вычисляют по формуле:

ХO2 = V*CNa2S2O3*8*100/(V1 — V2),

где

V — объем раствора потраченного на титрование V1 — первоначальный объем V2 — объем вылитой жидкости CNa2S2O3 — концентрация тиосульфата

Определение ионов аммония (с приближенной количественной оценкой)

Реактивы:

1) Раствор реактива Несслера (К2 — [HgI4]+КОН).

2) Раствор сегнетовой соли (тартрат натрия) 30%

Методика:

В пробирку наливают 10 мл исследуемого раствора и 0,2–0,3 мл раствора сегнетовой соли.

Смесь перемешивают и добавляют столько же раствора реактива Несслера. Через 10–15 минут определяют содержание NH4+:

Качественное определение