Расчет. Содержание нитрат-ионов (х) в мг/л рассчитывают по фор муле
где с1 - концентрация ионов , найденная в растворе после проведения восстановления в редукторе. мг/л; с2 - концентрация ионов , в исходной пробе анализируемой воды, мг/л; V - объем пробы, взятой для анализа (до ее разбавления до 100 мл), мл; 1,35 - коэффициент пересчета , на .
7.5.4. Фотометрический метод с салицилатом натрия
Сущность метода. В среде концентрированной серной кислоты нитрат-ионы реагируют с салицилатом натрия, образуя смесь 3-нитросалициловой и 5-нитросалициловой кислот, соли которых в щелочной среде имеют желтую окраску. Без разбавления или концентрирования нитрат-ионы можно определить в концентрациях от 0,1 до 20 мг/л.
Мешающие вещества. Мешают определению окрашенные органические вещества. Их можно предварительно удалить обработкой пробы суспензией гидроксида алюминия. Если же окрашенные вещества образуются под действием серной кислоты на остаток после выпаривания (см. «Ход определения»), то этот метод определения нитратов применять нельзя. Хлориды в концентрациях, превышающих 200 мг/л, мешают определению. Их можно удалить обработкой пробы сульфатом серебра, но в большинстве случаев высокая чувствительность метода допускает устранение мешающего влияния хлоридов простым разбавлением пробы. Железо мешает в концентрациях, превышающих 5 мг/л. Его можно предварительно отделить (а также и большинство тяжелых металлов) указанной выше обработкой суспензией гидроксида алюминия.
Нитриты не мешают, если концентрация их не превышает 1- 2 мг/л. При содержании нитрит-ионов в концентрации 20 мг/л
результат определения нитрат-ионов получается повышенным на ! мг/л. Если концентрация нитрит-ионов больше 2 мг/л, рекомендуется удалить их выпариванием 20 мл пробы на водяной бане досуха с добавлением 0,05 г сульфата аммония.
Реактивы
Салицилат натрия, 0,5%-ный раствор, всегда свежеприготовленный. Растворяют 0,5 г соли в 100 мл дистиллированной воды.
Серная кислого, плотность 1,84 г/см3 хч или чда. не должна содержать нитратов.
Раствор едкого натра и сегнетовой соли. Растворяют 400 г едкого натра чда и 60 г сегнетовой соли чда в дистиллированной воде н после охлаждения разбавляют до 1 л.
Стандартный раствор нитрата калия. Основной раствор. Растворяют 0,1631 г KNO3 чда, высушенного при 105°С, в дистиллированной воде, прибавляют 1 мл хлороформа н разбавляют водой до 1 л, в 1 мл этого раствора содержится 100 мкг .
Рабочий раствор. Разбавляют 10 мл основного раствора дистиллированной водой до 100 мл; 1 мл полученного раствора содержит 10 мкг. Применяют только свежеприготовленный раствор.
Гидроксид алюминия, суспензия. Растворяют 125 г алюмокалиевых или алюмоаммонийных квасцов в 1 л воды, нагревают раствор до 60°С и медленно, при непрерывном перемешивании прибавляют 55 мл концентрированного раствора аммиака. Дают смеси постоять около 1 ч, переносят в большую бутыль (около 8 л) и промывают осадок гидроксида алюминия многократной декантацией дистиллированной водой до удаления хлоридов, нитритов, нитратов и аммиака.
Ход определения. Если, анализируемая вода содержит окрашенные органические вещества, отбирают 150 мл пробы, прибавляют 3 мл суспензии гидроксида алюминия, тщательно перемешивают, оставляют на несколько минут и фильтруют, отбрасывая первые порции фильтрата. К 20 мл фильтрата (или первоначальной пробы. если обработку гидрооксидом алюминия не проводили) прибавляют 2 мл раствора салицилата натрия и выпаривают в фауфоровой чашке на водяной бане досуха. После охлаждения сухой остаток смачивают 2 мл серной кислоты и оставляют на 10 мин. Затем содержимое чашки разбавляют 15 мил дистиллированной воды, приливают 15 мл раствора едкого натра и сегнетовой соли, переносят количественно в мерную колбу вместимостью 50 мл, обмывая стенки чашки дистиллированной водой, охлаждают до комнатной температуры, доводят дистиллированной водой до метки и полученный окрашенный раствор фотометрируют при = 410 им, пользуясь кюветами с толщиной слоя 5 см. В течение 10 мин после прибавления раствора едкого натра окраска не изменяется. Из найденного значения оптической плотности вычитают оптическую плотность раствора, полученного в холостом опыте, в котором 20 мл дистиллированной воды подвергают такой же обработке.
Результат определения находят по калибровочному графику, для приготовления которого отбирают 0; 0,5; 1,0; ... 20,0 мл рабочего стандартного раствора нитрата калия; доводят дистиллированной водой до 20 мл, проводят определение, как описано выше, и строят калибровочный график в координатах: оптическая плотность-концентрация нитрат-ионов.
7.6. НИТРИТЫ
7.6.1. Фотометрический метод с N-(1-нафтил)-этилендиамин дигидрохлоридом и сульфамиламидом
Сущность метода. При pH=2-2,5 азотистая кислота образует с сульфаниламидом диазониевое соединение:
Последнее вступает в реакцию сочетания с N-( 1-нафтил) -этилендиаминдигидрохлоридом с образованием азокрасителя пурпурного цвета:
Интенсивность окраски возрастает по закону Бера в границах от 3 до 180 мкг/л в расчете на азот (или от 10 до 600 мкг/л в расчете на нитрит-ионы) при толщине слоя жидкости в кювете 1 см и = 543 нм. Метод очень чувствителен: = 4,6•104.
Мешающие вещества. Одновременное присутствие сильных окислителей (например, активного хлора) и нитрит-ионов исключено, так как они вступили бы в реакцию друг с другом. Реакции образования окрашенного соединения мешают ионы сурьмы, висмута, железа (III) , свинца, ртути, но это предусмотрено в ходе определения: ионы указанных металлов образуют осадки гидроксидов при нейтрализации раствора до рН = 7 и отделяются фильтрованием через мембранный фильтр. В присутствии ионов меди могут получиться пониженные результаты вследствие каталитического ускорения этими ионами процесса разложения диазотированного соединения.
Поскольку при хранении пробы возможно бактериальное превращение нитритов в нитраты или в аммиак, определение нитритов надо проводить как можно скорее после отбора пробы.
На 1-2 дня можно пробу консервировать добавлением 40 мг/л HgCl2 и хранением в это время при 4°С.
Ни в коем случае не следует с целью консервирования вносить кислоту.
Реактивы
Дистиллированная вода. Если имеется сомнение в том, что используемая дистиллированная вода не содержит нитритов, ее следует вновь перегнать, подщелочив едкой щелочью и внеся кристаллик перманганата калия.
Сульфаниламидный реактив. Растворяют 5 г сульфаниламида в смеси 50 мл концентрированной НС1 и 300 мл дистиллированной воды и разбавляют дистиллированной водой до 500 мл. Раствор устойчив в течение нескольких месяцев.
Раствор N-(1-нафтил)-этилендиаминдигидрохлорида. Растворяют 500 мг препарата в 500 мл дистиллированной воды. Хранят в склянке из темного стекла. Раствор можно хранить 1 месяц, но если ранее этого времени появилось темно-коричневое окрашивание, следует приготовить свежий раствор.
Стандартный раствор нитрита натрия. Основной раствор. Растворяют 0,1500 г NaNO2 чда, высушенного при 105°С, в дистиллированной воде и доводят водой до 1000 .мл. Раствор консервируют добавлением 1 мл хлороформа н сохраняют в холодном месте; он устойчив 1 месяц. В 1 мл этого раствора содержится 100 мкг .
Рабочий раствор 1. Разбавляют 100 мл основного раствора дистиллированной водой до 1 л. Раствор должен быть свежеприготовленным. В 1 мл этого раствора содержится 10 мкг .
Рабочий раствор II. Разбавляют 50 мл рабочего раствора 1 дистиллированной водой до 1 л. Раствор должен быть свежеприготовленным. В 1 мл этого раствора содержится 0.5 мкг .
Соляная кислота, разбавленная 1 :3.
Ход определения. Анализируемую воду нейтрализуют до рН = 7 и, если появится осадок или муть, фильтруют через мембранный фильтр № 1 (разбавление пробы учитывают при расчете результата определения). В коническую колбу вместимостью 100 мл помещают 25 мл анализируемой воды (или фильтрата после отделения осадка, или меньший объем, но разбавленный дистиллированной водой до 25 мл). В отобранном объеме должно быть от 0,25 до 15 мкг . Прибавляют 1 мл раствора сульфаниламида и перемешивают. Дают пройти реакции в течение 2-8 мин и прибавляют 1 мл раствора N-(1-нафтил)-этилендиамингидрохлорида, перемешивают, дают постоять от 10 мин до 2 ч (не больше) и измеряют оптическую плотность при = 543 им в кюветах с толщиной слоя жидкости 1 или 5 см в зависимости от концентрации. Одновременно проводят холостой опыт с 25 мл дистиллированной воды и подученный в холостом опыте раствор используют в качестве сравнительного раствора при измерении оптической плотности.
Результат определения находят по калибровочному графику, для построения которого вводят в мерные колбы вместимостью 50 мл 0; 1; 2; 4, ..., 30 мл стандартного рабочего раствора 11 нитрита натрия, разбавляют каждый раствор до метки дистиллированной водой, перемешивают, отбирают по 25 мл каждого полученного раствора н продолжают, как при анализе пробы. По результата** измерений строят калибровочный график пли, что лучше. Два графика: один для определения малых концентраций с расстоянием между стенками кюветы 5 см, другой - с расстоянием 1 см.
7.6.2. Фотометрический метод с сульфаниловой кислотой и -нафтиламином
Сущность метода. Метод аналогичен предыдущему методу, Сульфаниловая кислота реагирует с азотистой кислотой с образованием соответствующего диазосоединения, которое сочетается с а-нафтиламином, образуя азокраситель, имеющий пурпурную окраску:
Интенсивность окраски возрастает по закону Бера в границах от 10 до 600 мкг/л в расчете на (от 3 до 180 мкг/л в расчете на азот) при толщине слоя жидкости в кювете 1 см, =530 им. Молярный коэффициент поглощения = 3,3•104.