По найденному общему содержанию аммиака можно рассчитать концентрации аммиака и NH+4, если известно значение рН воды. Найденное общее содержание аммиака надо выразить в мг-экв/л и по табл. 2 найти концентрации NH3 и NH+4 в мг-экв/л. Умножив полученные величины соответственно на 17,03 и 18,04, можно получить концентрации NH3 и NH+4 в мг/л.
Таблица 2. Относительное содержание NH3 в воде, %
| pH | |||||||||
| t,°C | 6 | 7 | 8 | 8,5 | 9 | 9,5 | 10 | 10,5 | 11 |
| 25 | 0,05 | 0,49 | 4,7 | 13,4 | 32,9 | 60,7 | 83,1 | 93,9 | 98,0 |
| 15 | 0,02 | 0,23 | 2,3 | 6,7 | 19,0 | 42,6 | 70,1 | 88,1 | 96,0 |
| 5 | 0,01 | 0,11 | 0,9 | 3,3 | 9,7 | 25,3 | 51,7 | 77,0 | 91,5 |
Содержание NH+4 (в %) находят, вычитая из 100% указанное в таблице содержание NH3.
Таблица составлена для ионной силы раствора, равной 0,025, что приблизительно отвечает общему содержанию солей, равному 1 г/л. Колебания в величине ионной силы сравнительно мало отражаются на представленных в таблице величинах. Влияние температуры весьма значительно, особенно при средних значениях pH.
НИТРИТЫ
Нитриты являются промежуточным продуктом биохимического окисления аммиака или восстановления нитратов. Их присутствие свидетельствует о фекальном загрязнении вод. В поверхностных водах нитриты быстро переходят в нитраты. Они присутствуют в концентрациях от нескольких микрограммов до десятых долей миллиграмма в 1 л. В большем количестве они находятся в некоторых промышленных и биологически очищенных сточных водах.
Для определения нитритов в питьевых, поверхностных н сточных водах предлагается колориметрический метод с сульфаниловой кислотой и -нафтиламином.
Вследствие нестойкости нитритов их надо определять сразу же после отбора пробы. Если это невозможно, пробу консервируют добавлением 1 мл концентрированной H2SO4, или 2-4 мл хлороформа на 1 л. Можно также охлаждать пробу до 3-4° С.
Результаты определения выражают в миллиграммах нитрит- ионов в 1 л, а при больших концентрациях - в мг-экв в 1 л: 1 мг = 0,02174 мг-экв ; 1 мг-экв = 46,005 мг .
Качественное определение
К 10 мл пробы прибавляют 1 мл раствора сульфаниловой кислоты и 1 мл раствора а-нафтиламина (приготовление - см. ниже). В присутствии нитритов появляется розовая или красно-фиолетовая окраска. Чувствительность определения составляет около 0,01 мг нитритов в 1 л воды.
Колориметрическое определение с сульфаниловой кислотой
и -нафтиламином
Метод основан на диазотировании сульфаниловой кислоты присутствующими в пробе нитритами и реакции полученной соли с -нафтиламином с образованием красно-фиолетового азокрасителя. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации нитритов. Протекание реакции в значительной степени зависит от рН среды.
Без разбавления пробы можно определять визуально от 0,002 до 0,025 мг в 1 л, колориметрически, в зависимости от применяемого фотометра, - от 0,001 до 0,6 мг1л. Точность определения ±0,002 мг/л.
Мешающие влияния. Определению мешают взвешенные вещества и мутность воды. Поэтому перед анализом пробу необходимо профильтровать. Если мутность фильтрованием не устраняется и сточные или сильно загрязненные воды содержат коллоидные вещества, необходимо пробу осветлить коагулированном гидроокисью алюминия. Для этого к 100 мл пробы прибавляют около 0,5 г активированного угля, 1 мл 12,5%-нога раствора сульфата алюминия и калия КАl(SO4)2•12Н2O и раствор аммиака до получения рН 5,8. После взбалтывания дают осадку осесть до полного осветления пробы. Фильтруют через сухой плотный фильтр (синяя лента). Для определения берут часть фильтрата. Осветление можно проводить также взбалтыванием 100 мл пробы с 2 мл суспензии гидроокиси алюминия (приготовление суспензии - см. «Колориметрическое определение с фенолдисульфоновой кислотой»).
В анализируемой пробе не должны присутствовать сильные окислители или восстановители, которые мешают определению.
Железо (III), ртуть (II), серебро, висмут, сурьма (III), свинец, золото (III), хлороплатинаты и метаванадаты мешают определение), так как выпадают в осадок. Влияния их устраняют соответствующим разбавлением.
Медь (II) понижает результаты вследствие вызываемого ею каталитического распада диазотированной сульфаниловой кислоты. В присутствии меди пробу также разбавляют.
Определению мешает и окраска воды. Слабое окрашивание и незначительная мутность питьевых и поверхностных вод при определении оптической плотности компенсируются холостым раствором, в котором к пробе прибавляют только раствор сульфаниловой кислоты.
Определению мешает и трихлорамин. При добавлении реактивов в обратном порядке его мешающее влияние можно в некоторой степени снизить.
Аппаратура
Фотометр с зеленым светофильтром (= 520 нм).
Кюветы с толщиной слоя 1-5 см или набор Цилиндров Несслера емкостью 50 мл.
Реактивы
Сульфаниловая кислота, 0,6%-ный раствор. Растворяют 6,0 г сульфаниловой кислоты ч. д. а, в 750 мл горячей дистиллированной воды. К полученному раствору прибавляют 250 мл ледяной уксусной кислоты.
-Нафтиламин, 0,6%-ный раствор. Растворяют 1,2 г нафтиламина ч.д.а. в дистиллированной воде, прибавляют 50 мл ледяной уксусной кислоты и доводят дистиллированной водой до 200 мл. При образовании мути раствор фильтруют через хлопчатобумажную ткань, промытую дистиллированной водой. Раствор сохраняется 2-3 месяца.
Нитрит натрия, стандартный раствор. Растворяют 0,1497 г NaNO2 ч.д. а., высушенного при 105° С, в дистиллированной воде (лучше в стерилизованной) и доводят водой до 1 л. Раствор консервируют добавлением 1 мл хлороформа и сохраняют в холодном месте; он устойчив в течение месяца. В 1 мл этого раствора содержится 0,100 мг .
Рабочий раствор I. Разбавляют 100 мл основного раствора дистиллированной водой до 1 л. Раствор должен быть всегда свежеприготовленным. В 1 мл этого раствора содержится 0,010 мг .
Рабочий раствор II. Разбавляют 50 мл рабочего раствора 1 дистиллированной водой до 1 л. Раствор должен быть всегда свежеприготовленным. В 1 мл раствора содержится 0,0005 мг .
Калибровочная кривая. Для построения калибровочной кривой берут серию из шести или восьми стандартных растворов (соответственно применяемому прибору) с концентрацией нитрит-ионов в пределах от 0 до 0,60 мг/л. Строят график зависимости оптической плотности от концентрации нитрит-ионов.
Шкала стандартов. При визуальном определении одновременно с пробой приготовляют серию стандартных растворов в цилиндрах Несслера. В цилиндры емкостью 50 мл отмеривают пипеткой 0; 0,20; 0,50; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 мл стандартного Рабочего раствора 11 и объемы доводят дистиллированной водой до 50 мл. Далее поступают так же, как при анализе пробы. Серия стандартных растворов соответствует концентрациям 0,000; 0,002; 0,005; 0,010; 0,015; 0,020 и 0,025 мг /л.
Ход определения. Для определения берут 50 мл или меньшее количество профильтрованной пробы и доводят до 50 мл дистиллированной водой. Прибавляют 1 мл раствора сульфаниловой кислоты
и смесь тщательно перемешивают. Если проба мутная или окрашенная, определяют ее оптическую плотность и затем вычитают из оптической плотности пробы. После пятиминутного стояния прибавляют 1 мл раствора -нафтиламина и смесь снова перемешивают. Пробу колориметрируют или сравнивают с серией стандартов, приготовленных в цилиндрах Несслера, через 40 мин после прибавления раствора -нафтиламина и по калибровочной кривой находят содержание нитритов.
Расчет. Содержание нитрит-ионов (х) в мг/л или (у) в мг-экв/л вычисляют по формулам:
где с - концентрация нитрит-ионов, найденная по калибровочному графику или по шкале стандартов, мг/л; V - объем пробы, взятой для определения, мл; 50 - объем, до которого разбавлена проба мл, 46 - эквивалент нитрит-иона .
НИТРАТЫ
Нитраты встречаются почти во всех видах вод. В поверхностных и родниковых водах количество их обычно незначительно. Однако в некоторых родниковых водах концентрация нитратов высока. .
Большое количество нитратов указывает иногда на загрязнение в прошлом фекальными водами. Определение нитратов в грунтовых водах служит оценкой характера процессов минерализации при фильтровании воды через почвенные слои. При исследовании поверхностных вод по содержанию нитратов можно судить о протекающих процессах самоочистки, а при биологической очистке сточных вод - о процессе нитрификации. Некоторые промышленные сточные воды содержат значительные количества нитратов.