Как найти хлорид ионы в воде

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ АНАЛИЗАТОРА

Хлориды, ионы хлора в воде

Хлориды – это соли соляной (хлороводородной) кислоты, образованные при взаимодействии кислоты с катионами металлов.

Чаще встречаются хорошо растворимые хлориды:

• натриевые (NaCl);
• кальциевые (СаCl₂);
• магниевые хлориды (MgCl₂).

Первичным источником хлоридов в природных поверхностных и подземных водах становятся магматические породы, содержащие хлорсодержащие минералы, и отложения галита (каменной соли).

Соленый вкус воды свидетельствует о присутствии в ней NaCl в концентрации более 250 мг/дм³. Соленость воды, обусловленная растворами хлорида кальция и магния, органолептически проявляет себя при концентрации солей свыше 1000 мг/дм³.

Причины появления в стоках

Хлориды вымываются атмосферными осадками из засоленных почв, магматических пород, соленосных отложений. Затем переносятся в реки и озера, проникают в грунтовые воды, колодцы и скважины. Большое количество хлоридов приносят в водные объекты промышленные стоки и хозяйственно-бытовые сточные воды. Хлориды легко мигрируют по водоемам, не оседая на дне и почти не усваиваются водными организмами.

Откуда берутся в морской воде

По одной теории соленость океана поддерживают речные потоки. Стекая с возвышенностей, реки вымывают из почв соли и минералы. В пресной воде подобные примеси человеком практически не ощущаются, но соленость моря очевидна. Морская вода постоянно испаряется, а концентрация соли в ней увеличивается, поэтому содержание NaCl в морской воде в 70 раз больше, чем в реках.

Другая теория утверждает, что соленые воды морей и океанов образовались в период активности вулканов на ранних стадиях формирования гидросферы. Изначально все воды на планете были кислыми и без труда размывали горные породы, поднятые из недр, высвобождая кальций, магний, калий и другие элементы. В условиях высокой температуры и повышенной кислотности проходили химические реакции, в результате которых образовывались хлориды.

Бывают ли в скважинах?

Хлориды обнаруживаются во всех водах, в том числе и подземных. В скважины большая часть хлоридов поступает:

• из древних морских вод, скопившихся в осадочных породах;
• из месторождений каменной соли;
• из солевой пыли, образовавшейся после испарения атмосферных осадков.

Свой вклад в повышение уровня хлоридов в подземной воде вносят:

• сточные воды нефтяной и химической промышленности;
• смягчители жесткой воды;
• удобрения;
• мусорные свалки.

Влияние на организм человека

Длительное употребление питьевой воды с превышением нормы хлоридов в ней способствует отечности у людей с заболеваниями почек, ухудшает работу сердца и пищеварительной системы.

Органы и системы органов	Негативные последствия употребления (воздействия) воды с высоким содержанием хлоридов
Мочевыделительная система	камни в почках, риск развития рака мочевого пузыря
Легкие	першение в горле, кашель
Сердечно-сосудистая система	атеросклероз, гипертония, анемия
Желудочно-кишечный тракт	риск развития рака желудка, печени, прямой и ободочной кишки
Репродуктивная система	нарушение влагалищной микрофлоры
Глаза	воспаление слизистой оболочки и роговицы
Волосы	нарушение структуры волосяных луковиц, ломкость, тусклость волос, сухость кожи головы, перхоть

Нормы хлоридов

Вода с превышенным содержанием хлоридов неприятна на вкус. Если вода содержит высокую концентрацию ионов хлора, то её нельзя пить. Для промышленных и хозяйственных целей хлориды в воде тоже нежелательны.

Содержание в питьевой воде

Предельно допустимая концентрация хлоридов в питьевой воде согласно СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» – 350 мг/дм³.

Содержании хлоридов на уровне 300 мг/дм³ придает воде горько-соленый привкус, ухудшая ее вкусовые характеристики.

Природные воды

Средняя концентрация хлорид-ионов в мировом океане – 19 г/дм³.

В природных водоемах уровень хлоридов колеблется в зависимости от сезона и уровня минерализации воды. В реках и озерах севера России концентрация хлоридов в норме не превышает 10 мг/дм³, а в южных регионах этот параметр выше – от 10 до 100 мг/дм³. Если анализ показал в поверхностной воде значительное превышение концентрации хлоридов, следует проверить водоем на загрязнение хлоридами.

Сточные воды

Огромное количество хлоридов поступает в сточные воды с электрообессоливающих установок и сырьевых потоков. Это так называемые стоки ЭЛОУ с высоким содержанием эмульгированной нефти и большой концентрацией хлорида натрия.

Стоки установок химводоочистки (ХВО) также насыщены хлоридами, особенно в периоды регенерации катионита.

Экологическую обстановку ухудшают сельскохозяйственные реагенты (хлористый калий) и дорожная соль.

Определение превышенного количества

Постоянный мониторинг уровня хлоридов необходим для всей воды, используемой человеком, чтобы вовремя отследить превышение и устранить нежелательные последствия.

Необходимо знать точную концентрацию хлоридов в воде, используемой для питья и на производстве. Для этого специальные службы проверяют химический состав воды, расходуемой промышленными и сельскохозяйственными предприятиями. Например, есть особые требования к воде, которую используют для полива той или иной сельскохозяйственной культуры.

Целеполагание

В промышленности избыточно соленая вода способствует образованию накипи, повышает интенсивность коррозии металлов, ведет к поломкам оборудования и снижению теплопроводности нагревательных элементов. Повышенная концентрация соли в воде неблагоприятна для здоровья человека, животных и растений.

Воду «на хлориды» анализируют в химических лабораториях. Полученные цифры сравнивают с ПДК (предельно допустимой концентрацией), закрепленной в СанПиН 1.2.3685-21 (для питьевой воды), регламентируемой Приказом Минсельхоза России № 552 от 13 декабря 2016 г. (для объектов рыбохозяйственного значения), СанПиН 2.1.4.1116-02 (для бутилированной воды), ГОСТ 6709-96 (дистиллированная вода).

Правильно берём пробу

Грамотный отбор воды на анализ гарантирует точное определение концентрации хлоридов в пробе, поэтому лучше всего доверить процедуру специалистам.

При самостоятельном отборе пробы необходимо придерживаться следующих правил:

1. Для водопроводной воды подойдет чистая пластиковая бутылка из-под «минералки» на 1,5-2 литра или стеклянная банка с тугой крышкой. Недопустимо использовать тару из-под сока, лимонадов, молока, кваса, пива.
2. Перед отбором кран открывают под сильным напором на 5-7 мин., чтобы удалить застоявшуюся в трубах жидкость.
3. Затем напор снижают и промывают тару и крышку в исходной воде.
4. Тонкой струей по стенке заполняют бутылку «под горлышко», чтобы между жидкостью и крышкой не осталось воздуха. Крышку туго затягивают.
5. Доставляют емкость с пробой в лабораторию в тот же день.
6. Если такой возможности нет, воду помещают в холодильник, но не более, чем на 36 часов. Не допускается замораживание пробы воды!
7. При транспортировке емкость с водой оберегают от нагревания и солнечных лучей.

Отбор воды из колодца проводят аналогично, используя в качестве пробоотборника предварительно помытое ведро.

Методы выявления

Наиболее распространен в лабораториях аргентометрический метод, основанный на осаждении хлоридов азотнокислым серебром в присутствии индикатора K₂CrO₄ (хромата калия).

NaCI+AqNO₃®AqCI¯+NaNO₃

2AqNO₃+K₂CrO₄®Aq₂CrO₄↓+ 2KNO₃

После осаждения хлорида серебра в точке эквивалентности образуется хромовокислое серебро, при этом раствор из желтого становится оранжево-красным.

Второй способ определения хлоридов в воде представляет собой титрование образца раствором нитрата ртути (II) в присутствии индикатора дифенилкарбазона.

Хлорирование – очистка вод «хлоркой»

Только неукоснительное соблюдение санитарных требований, предъявляемых к устройству и эксплуатации всех сооружений водопровода, позволяет гарантировать безопасность питьевой воды, подаваемой населению. Эти требования касаются и установок для хлорирования воды.

Влага – идеальная среда для развития бактерий, а хлор и его соединения успешно угнетают жизнедеятельность патогенной микрофлоры.

«Активный хлор» убивает бактерии, окисляя вещества протоплазмы клеток бактерий. Наиболее чувствительны к «активному хлору» возбудители холеры, брюшного тифа и дизентерии.

В России впервые хлорировали воду в Кронштадте – во время эпидемии холеры 1910 года. Первоначально хлорирование производили хлорной известью, а в 1917 году на водопроводной станции г. Ленинграда применили газообразный хлор.

Хлорирование – обязательная процедура в случае забора воды из поверхностных водоемов, а также подземных источников, когда бактериальные показатели пробы не соответствуют ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая».

В резервуар с водой подается хлор в виде газа или раствора, затем происходит химическая реакция. В результате хлорирования качество обеззараживаемой жидкости сохраняется, а патогенные бактерии погибают.

Методы удаления хлоридов из воды

Избыток хлоридов искажает вкус питьевой воды, а многие технологические процессы не допускают использование хлорированной воды, поэтому ее подвергают дехлорированию.

Простые способы

В быту хлор из воды удаляют следующими способами:

1. Слив застоявшейся в трубах воды. Вечером, когда происходит максимальный водозабор, есть смысл набрать 5-10 литров впрок.
2. Отстаивание. В быту частично удалить хлор можно, если воду из-под крана налить в широкую емкость, к примеру, кастрюлю, и дать отстояться 3-4 часа. Воду важно перемешивать время от времени, иначе газообразный хлор удаляется только с 1/3 глубины емкости.
3. Кипячение. Важно помнить, что при кипячении улетучивается только газообразный хлор.
4. Перекристаллизация. Суть техники заключается в разной скорости замерзания воды с примесями и чистой воды. Воду несколько раз замораживают и размораживают.

Трудоемкие и малоэффективные бытовые способы дехлорирования с успехом заменяет качественная фильтрующая система, встроенная в водопроводную систему дома или квартиры.

Промышленные

В настоящее время распространены следующие промышленные способы дехлорирования:

• озонирование;
• сорбционный метод;
• ионный обмен;
• обратный осмос.

Метод очистки	Суть процесса	Недостатки/достоинства метода
Озонирование	Под воздействием сильного окислителя хлориды переходят в нерастворимые формы и путем механической фильтрации удаляются из воды.	·   озонаторы подходят только для промышленного использования и на водоочистительных станциях; ·   высокая стоимость; ·   требуют постоянного контроля.
Сорбция	Хлориды задерживаются фильтром из активированного угля с повышенной сорбирующей способностью.	·   из-за бурного роста бактерий на активированном угле воду необходимо предварительно обеззаразить.
Ионный обмен	Наполнитель из ионообменной смолы поглощает отрицательно заряженные соли, в том числе и хлориды.	·   обязателен тщательный контроль процесса; ·   метод не подходит для бытового использования.
Обратный осмос	Удаление хлоридов достигает 99,5%. Полупроницаемая мембрана задерживает хлориды, обессоленная вода поступает к потребителю.	·   компактность установки; ·   длительная эксплуатация; ·   установка в домах и на производстве; ·   на степень очистки исходный состав воды не влияет; ·   снижается не только жесткость, но и показатель цветности, концентрация железа. Исчезает специфический запах.

Из таблицы видно, что система обратного осмоса наиболее эффективна и универсальна. Установка обратного осмоса в квартире, коттедже или на предприятии способна уменьшить концентрацию хлоридов до нормального уровня, сделав ее пригодной для питья.

Контроль за качеством воды позволяет сохранить здоровье живых существ, оптимизировать технические процессы, позаботиться об экологии.

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ АНАЛИЗАТОРА

Количественное определение хлоридов

Цель
работы:
Методом аргентометрии определить
количественное содержание хлоридов в
воде. Сделать вывод о степени загрязнения
воды хлоридами и возможности ее
использования.

Хлориды
по общему содержанию в природных водах
занимают первое место среди анионов.
Содержание их колеблется от десятых
долей до тысячи и более миллиграммов
на литр. Это преобладающие анионы в
водах с высокой степенью минерализации.
В природных водах хлориды появляются
в результате растворения пород,
деятельности вулканов, а также в
результате попадания производственных
и бытовых стоков.

Согласно
ГОСТу, концентрация хлоридов в питьевой
воде не должна превышать 300 мг/л, иначе
вода приобретает солоноватый привкус,
кроме того хлориды, являясь активатором
коррозии, усиливают коррозию металла,
и бетона (вследствие извлечения из
бетона ионов кальция).

Количественное
определение хлоридов может быть
выполнено гравиметрическим,
физико-химическим и объемными методами.

В
данном руководстве рассматриваются
объемные методы — меркуриметрия и
аргентометрия (метод Мора). Первый метод
применяют при малых концентрациях
хлоридов. Он основан на реакции:

Hg²⁺
+ 2Cl^—
=
HgCl₂

в
результате которой образуется
маллодиссоциирующий HgCl₂
Титрование проводят раствором соли
при наличии индикатора — дифенилкарбазона,
который с первой избыточной каплей Hg⁺
образует окрашенное в фиолетовый цвет
комплексное соединение. Наиболее резкий
переход окраски наблюдается при

рН=2,5.

Сущность
аргентометрии основана на связывании
хлорид ионов ионами серебра в присутствии
индикатора хромата калия. При этом в
растворе протекают две реакции:

Аg⁺+
Сl^—
= AgCl
— осадок белого цвета

2Ag⁺
+
СrО₄
=
Ag₂CrO₄—
осадок кирпично-красного цвета

Причем
осадок хромата серебра начинает
образовываться только после того, как
полностью осядет хлорид серебра, так
как растворимость AgCl
меньше растворимости Ag₂CrO₄.
Точка эквивалентности определяется
по переходу окраски осадка от белого
через лимонно-желтый в оранжево-желтый.
Наиболее удобен и точен метод
аргекгометрии.

Ход
определенна

1. Определение примерного содержания ионов сг в исследуемой пробе воды.

Для
этого в пробирку прилить 5мл исследуемой
воды и добавить 3 капли 10%-ного раствора
нитрата серебра. Примерное содержание
хлорид иона определил»
по внешним признакам в соответствии
с таблицей 1.

Характеристика осадка или помутнения	Содеражание мг/ л
Опалесценсия или слабое помутнение Сильное помутнение Образуются хлопья Белый творожистый осадок	1-10 10-50 50-100 Более 100

1. Подготовка
   пробы воды к анлнзу.

В
зависимости от предварительных
результатов анализа отобрать
пипеткой
в коническую колбу на 250мл 100мл воды или
меньший ее объем(10- 50мл) и довести до
100мл дистиллированной водой. Без
разбавления ведут анализ при концектрации
ионов Сl
меньше 100
мг/л.
При концентрации меньше 10 м7л пробу
воды предварительно упарить.

Определил
рН пробы воды, он должен лежать в пределах
от 6-10. Если рН>10, прилить 2 капли
фенолфталеина и по каплям прибавлять
0,1н раствор H₂SO₄
до обесцвечивания розовой окраски. .
Если рН<6, прилить 2 капли фенолфталеина
и по каплям прибавлять 0,1 н раствор NaOH
до появления розовой окраски. Если рН
лежит в пределах 6-10 пробу не подготавливают.

В
зависимости от концентрации ионов СГ
в пробе титруют 0,1н, 0,05 н, 0,02н раствором
нитрата серебра

1. Определение
   точного содержания хлоридов в вода

К
подготовленной пробе прилить 5мл 5%-ного
раствора хромата калия и оттитровать
раствором нитрата серебра соответствующей
концентрации до перехода окраски из
лимонно-желтого в оранжево-желтую.

Расчет.
Содержание ионов СГопредепяют по
формуле:

V(AgNO₃)*
C_H(AgNO₃)*
35,5
*
1000

Х(Сl)

=

V_H2O

где
Х(Cl^—)
— содержание ионов Сl^—,мг/л;
V(
AgNO₃)
— объем раствора AgNO₃
пошедший на титрование пробы, мл;
Сн(AgNO₃)
— нормальность раствора AgNO₃,
моль/л; 35,5 — молярная масса эквивалента
иона Сl^—,
г/моль; V_H20
— объем пробы воды, мл.

Вопросы
и задачи

1.
Раскройте пути попадания ионов Сl^—
в воду

2.
Каково ПДК ионов хлора в питьевой воде?
К чему приводит повышенное содержание
ионов Cl^—в
воде?

3.Какие
методы анализа ионов Cl^—
вы знаете? Охарактеризуйте их.

4.В
чем заключается сущность анализа ионов
Cl^—
методом

аргентометрии?

5.При
анализе источника воды на содержание
ионов Cl^—
на
100мл пробы пошло 16,3мл 0,0438н раствора
шпрота серебра. Определите содержание
ионов Cl^—
в
эквивалентной и весовой формах
Соответствует ли такая вода ГОСТу по
хлоридам?

ЛАБОРАТОРНАЯ
РАБОТА №5

Количественное
определение сульфатов

Цель
работы:
методом иодометрии определить
количественное содержание сульфатов
в воде.

Сульфаты
содержатся почти во всех природных
водах, нередко преобладая среди анионов.
Концентрация их колеблется от нескольких
десятков до тысячи миллиграммов на
литр. Ионы SO₄^2-
попадают в природные воды при растворении
гипсовых пород (CaS0₄
∙ nH₂0),
мирабилита (Na₂SO₄
∙ 10H₂O),
в результате окисления сероводорода,
самородной серы. Их источником могут
быть и промышленные стоки. В реках и
пресных озерах содержание сульфатного
иона не превышает 100мг/л. Содержание
сульфатов в питьевой воде по ГОСТу не
должно превышать 500мг/л.

Большее
их количество в воде не желательно, так
как ухудшаются органолептические
показатели, нарушается деятельность
желудочно-кишечного тракта. Сульфаты
кальция, магния придают воде постоянную
жесткость, возникает сульфатная коррозия
бетона, проявляющаяся в образовании
соединений большего объема, чем составные
части бетона.

Содержание
сульфат-ионов определяется гравиметрическим,
физико- химическим и объемными методами:
осаждением, трилонометрически и
иодометрически. В данном руководстве
рассматривается объемный метод —
иодометрия.

Сущность
метода заключается в том, что содержащиеся
в воде сульфаты связывают избытком
хромата бария в кислой среде (для
увеличения растворимости хромата
бария) в трудно растворимый сульфат, а
хромовую кислоту, образующуюся в
количестве, эквивалентном содержанию
сульфатов определяют иодометрическим
методом. При этом происходят следующие
реакции:

2S0₄^2-
+
2ВаCrO₄
+ 2H⁺
=
2BaS0₄
+
Cr₂O₇^2-
+
H₂0.

Осадок
сульфата бария и избыток хромата бария
отделяют от раствора фильтрованием.
Предварительно
создают
слабо-щелочную среду, добавляя NH₄OH,
чтобы уменьшить растворимость хромата
бария. При этом бихроматы (оранжевая
окраска) переходят в хромоты (желтая
окраска):

Cr₂O₇^2-
+ H₂O
= 2СrO₄^2-
+ 2H⁺

После
добавления кислоты хромоты вновь
переходят в бихроматы, которые
взаимодействуют с иодидом калия по
реакции:

Cr₂O₇^2-
+ 6J^—
+ 14Н⁺
= 2Сr³⁺
+ 3J₂
+
7H₂O

Свободный
иод, количество которого эквивалентно
содержанию сульфатов, определяют,
титруя тиосульфатом натрия в присутствии
крахмала:

2S₂O₇^2-
+ J₂
= 2J^—
+ S₄O₆^2-

Ход
определения

1. Определение
   примерного содержания сульфат-иона.

Содержание
сульфат-ионов в пробе должно быть не
менее 50 и не более 250мг/л. Если же
содержание сульфатов более высокое,
пробу воды нужно разбавить дистиллированной
водой в мерной колбе. Если же содержание
сульфатов более низкое пробу следует
упарить. Чтобы выяснить, производить
разбавление или нет, надо выполнить
качественную реакцию на сульфат-ион.
К 5мл исследуемой воды прибавить 1-2
капли 10%-ного раствора НСl,
3-5 капель 5%-ного раствора ВаСl₂
и нагреть. В присутствии сульфат-иона
SO4^2-
выпадает белый мелкокристаллический
осадок или появляется муть. Примерно
содержание сульфатов определяют по
осадку или помутнению, согласно таблице:

Степень помутнения	Содержание SO42- , мг/л
Слабая муть, появляющаяся через	1-10
несколько минут
Слабая муть, появляющаяся сразу	10-100
Сильная муть	100-500
Большой осадок, быстро оседающий на	более 500
Дно

2.
Определение точного содержания
сульфат-иона.

В
коническую колбу на 250мл отмерить
пипеткой 100мл исследуемой воды. Прибавить
1мл HCl
и 5мл водной суспензии ВаСrO₄.
Кипятить 5 минут. Не прекращая нагревания,
прибавить по каплям концентрированного
аммиака до перехода оранжевой окраски
в желтую. После охлаждения удалить
избыток аммиака, продувая воздух
резиновой грушей. Проверить реакцию
среды лакмусовой бумажкой (среда должна
быть нейтральной или слабощелочная).

Раствор
с осадком перенести в мерную колбу на
250мл, туда же слить воду, использованную
для ополаскивания колбы, в которой
велось осаждение Довести объем
дистиллированной воды до метки.
Содержимое колбы хорошо перемешать и
отфильтровать через сухой плотный
фильтр. Первые порции фильтрата, если
они не прозрачны, отбросить. Из полученного
прозрачного фильтрата отобрать пипеткой
100мл в коническую колбу для титрования.
Прибавить 5 мл НСl
и 10мл KJ.
Колбу накрыть часовым стеклом и оставить
на 5 мин в темном месте для полного
выделения йода. Оттитровать раствором
тиосульфата натрия Na₂S₂0₃
известной концентрации в присутствии
1мл 1% раствора крахмала до исчезновения
синей окраски.

Расчет.
Содержание SO₄^2-
в исследуемой пробе воды вычислить по

формуле:

2,5
·
V(Na₂S₂O₂)
·
Cн(Na₂S₂0₃)
·
Мэ/SO₄^2-)
·
1000

X(S0₄^2-)=

V(H₂O)

где
X(S0₄^2-)
— содержание сульфатов, мг/л; V(Na₂S₂O₂)
— объем рабочего раствора тиосульфата
натрия, пошедший на титрование, мл;
Сн(Na₂S2O3)
— нормальность
тиосульфата натрия, моль/л; Mэ(SO₄^2-)
– 32,02 г/моль — молярная масса эквивалента
сульфата иона. Она равна этому числу,
так как один SO₄^2-
ион соответствует трем атомам йода,
т.е. молярная масса эквивалента SO₄^2-
равна 1/3 ионного веса (Mэ(SO₄^2-)
= 96,06/3 = 32,02 г/моль); V_H2О
— объем пробы воды (100мл); 2,5 — степень
разбавления пробы воды.

Вопросы
и задачи:

1.
Раскройте пути попадания ионов SO₄^2-
в воду. Каково ПДК сульфат-ионов в
питьевой воде? К чему приводит повышенное
содержание сульфатов в воде?

2.
Охарактеризуйте сущность иодометрического
определения сульфатов. Напишите
уравнения реакций в молекулярном,
ионном и электронно-ионном видах.

3.При
какой концентрации SO₄^2-
и Hg⁺
начнет осадок H₂SO₄
в водоеме, в котором рН=7,87, если ПP(Hg₂SO₄)
= 6,2 10^-7.

4.
При анализе воды было обнаружено ионов
серебра 0,005 мг/л, ионов свинца 0,01 мг/л.
Определите, выпадут ли осадки Ag₂SO₄,
PbSO₄,
если в воду попадут стоки, содержащие
0,2мг/л SO₄^2-?
ПP(Ag₂SO₄)
= l,2
· 10^-5,
ПP(PbSO⁴)=l,7·10^-8.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Скачать материал

Скачать материал

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Определение содержания хлоридов
  Объединение «Занимательная ХИМиЯ»
  Руководитель
  педагог д/о МКУ ДО «СЮН»
  Хлипитько Нина Леонидовна

• 

  2 слайд

  Хлориды в воде
  Знакомьтесь с любимчиками природных вод – хлоридами. Это различные химические соединения, представляющие собой соли соляной кислоты. Самые популярные хлориды в воде — кальциевые, магниевые и натриевые. Благодаря своей растворяемости они присутствуют практически в каждом источнике. А вот в бассейнах хлориды могут образовываться в результате хлорирования, необходимого для дезинфекции воды.

• 

  3 слайд

  Откуда берутся хлориды в природной воде?
  Существует две основные причины нахождения хлоридов в природной воде. Первая отсылает нас к процессу вымывания грунтовыми и артезианскими водами различных солей из пластов земли, появившихся в результате вулканических выбросов. Вторая причина неразрывно связанна с деятельностью человека. Здесь можно долго перечислять все возможные каналы попадания хлоридов в воду. Например, каждую зиму мы видим, как дороги посыпают солью для борьбы со льдом.

• 

  4 слайд

  Норма хлоридов в воде
  350 мг/дм3.
  Запомните это цифру. Именно это допустимая норма суммарного содержания хлоридов в воде, существующая в нашей стране и зафиксированная в СанПиН 2.1.4.1074-01. Эта ПДК (предельно допустимая концентрация) относится ко всей группе данных солей: хлористый магний, хлористый кальций и хлорид натрия, известный в народе как поваренная соль. Именно хлористый натрий чаще всего превышает установленную норму.

• 

  5 слайд

  Норма хлоридов в воде
  При этом обратите внимание, что данная цифра относится только к питьевой воде. Для питьевой воды в емкостях и питьевой воды для производства различной пищевой продукции существует совсем другие допустимые нормы. Отдельное внимание на хлориды стоит обратить дачникам и садоводам, так как для полива каждой сельскохозяйственной культуры существуют свои допустимые уровни солей в воде. В бассейнах ПДК хлоридов в воде составляет 700 мг/л.

• 

  6 слайд

  Определение количества хлоридов в воде
  Хлориды определяют титрованием пробы анализируемой
  воды нитратом серебра AgNO3 в присутствии хромата калия К2СгО4 как индикатора. Нитрат серебра дает с хлорид — ионами белый осадок, а с хроматом калия — кирпично — красный осадок хромата серебра Ag2CrO4. Из образовавшихся осадков меньшей растворимостью обладает хлорид серебра. Поэтому, лишь после того, как хлорид — ионы будут связаны, начинается образование красного хромата серебра. Появление оранжево-бурой окраски свидетельствует о конце реакции.

• 

  7 слайд

  Методика определения содержания хлоридов
  Cl- + Ag+ = AgCl↓  
  Отбирают 100,0 мл испытуемой воды в коническую колбу и прибавляют 1 мл раствора хромата калия. Титруют раствором нитрата серебра до появления слабого оранжевого оттенка.  

• 

  8 слайд

  Обработка результатов
  Массовую концентрацию хлор-иона (СCl-), г/л, вычисляют по формуле:

  СCl- (мг/л) = V (AgNO3) Cэ(AgNO3) МЭ(Сl) 1000/ Vnp, где

  МЭ(Сl) — молярная масса эквивалента хлора, равная 35,5 г/моль,
  V (AgN03) — объем раствора нитрата серебра, пошедший на титрование,
  мл,
  Vпp- объем пробы воды, взятой для титрования, мл

• 

  9 слайд

  Чем опасны хлориды в воде 
  Хлориды в воде вредны для здоровья. Употребляя воду с хлоридами, человек испытывает нарушение водно-солевого баланса и пищеварительного тракта, возникают отечности. Переизбыток солей хлора:
  вызывает нарушение функционирования мочеполовой системы;
  приводит к изменениям кровеносной системы;
  оказывает повышенную нагрузку на почки и сердце;
  повышает кровеносное давление;
  усугубляет течение сердечно-сосудистых заболеваний.

• 

  10 слайд

  Чем опасны хлориды в воде
  Агрессивное воздействие солей разрушает бытовые и промышленные приборы, в разы увеличивая интенсивность коррозии. Такая вода имеет повышенную жесткость, соли оседает на нагревательных приборах, образуя накипь, снижая теплопроводность устройств и утвари, и приводят к поломкам оборудования.

• 

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 266 069 материалов в базе

• Выберите категорию:

• Выберите учебник и тему

• Выберите класс:

• Тип материала:

  • Все материалы

  • Статьи

  • Научные работы

  • Видеоуроки

  • Презентации

  • Конспекты

  • Тесты

  • Рабочие программы

  • Другие методич. материалы

Найти материалы

Вам будут интересны эти курсы:

• Курс повышения квалификации «Химия окружающей среды»

• Курс профессиональной переподготовки «Химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»

• Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»

• Курс профессиональной переподготовки «Клиническая психология: организация реабилитационной работы в социальной сфере»

• Курс профессиональной переподготовки «Клиническая психология: теория и методика преподавания в образовательной организации»

• Курс повышения квалификации «Управление финансами: как уйти от банкротства»

• Курс повышения квалификации «Особенности подготовки к сдаче ОГЭ по химии в условиях реализации ФГОС ООО»

• Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»

• Курс повышения квалификации «Современные образовательные технологии в преподавании химии с учетом ФГОС»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности специалиста оценщика-эксперта по оценке имущества»

• Курс профессиональной переподготовки «Теория и методика музейного дела и охраны исторических памятников»

• Курс профессиональной переподготовки «Техническое сопровождение технологических процессов переработки нефти и газа»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация системы учета и мониторинга обращения с отходами производства и потребления»

Введение

Значение воды в жизни человека неоценимо. Человеку важно знать, воду какого качестваон используетдля питья и промышленных и хозяйственных целей. В наше время актуальна не только проблема качества питьевой воды, употребляемой человеком, но и проблема рационального использования пресной воды как ограниченного ресурса. Исследования показывают, что характеристики воды, такие как: жёсткость, вкус, цвет, запах оказывают значительное влияние на жизнь человека. Так, жёсткая вода провоцирует образование камней в почках, а умывание такой водой пагубно сказывается на состоянии кожи человека.

В работе была поставлена цель: при помощи аналитических методов определить содержание хлорид-ионов в питьевых и поверхностных водах.

Для достижения цели были сформулированы следующие задачи:

Ознакомиться с требованиями, установленными для питьевых и поверхностных вод

Изучить аналитические методы определения хлорид-ионов

Изучить влияние свойств хлоридов на качество воды

Спланировать эксперимент по определению хлоридных ионов

Провести исследования по определению хлоридных ионов в питьевой и поверхностной воде

Сделать выводы о качестве воды.

Отметим, что данная работа входит в НИР «Оценка экологических рисков от загрязнения поверхностных и питьевых вод урбанизированных территорий», которая начинает свои исследования в 2021 году коллективом сотрудников, аспирантов и студентов кафедры химии, новых технологий и материалов и экологии и наук о Земле.

Методы определения хлоридных ионов в питьевой воде

Титриметрические методы

Титриметрический анализ — метод количественного анализа. Основан на измерении объёма известной концентрации раствора, который расходуется, вступая в реакцию с определяемым веществом. Титриметрические методы подразделяют на аргентометрию, меркурометрию и меркуриметрию.

Аргентометрическое титрование – это титриметрический метод анализа, который основан на образовании малорастворимых соединений серебра. В данном методе в качестве титранта используют HNO₃. Индикатором является хромовокислый калий. При достижении точки эквивалентности раствор меняет окраску с жёлтой на жёлто-оранжевую. Среда может быть нейтральной или слабощелочной.

Благодаря использованию разных индикаторов можно разделить аргентометрическое титрование на определённые методы анализа. Так, если индикатором является хромат серебра, то метод именуется методом Мора. Если индикатором служит тиоцианат железа (III), то это метод Фольгардта, также при использовании бромфенолового синего, бромфенолового зеленого, хлорфенолового красного индикаторов метод будет носить название Фаянса.

Недостатком в аргентометрическом титровании можно назвать использование дорогого и труднодоступного нитрата серебра. Метод хорош в определении галогенид-ионов, которые находятся в сильнокислых растворах.

Так, помещаем пробу воды в коническую колбу номинальным объёмом 250 мл и добавляем хромат калия в объёме 1 см³. Объём пробы должен составлять 100 мл. Данный раствор необходимо протитровать раствором нитрата серебра, объём которого зависит от количества хлоридов в растворе. Сам раствор необходимо постоянно перемешивать. В начале титрования будет образовываться белый осадок, в конце титрования раствор примет оранжевую окраску. Если окраска не исчезает при добавлении нитрата серебра, то таким образом определяется конец титрования. Одновременно проводится холостое определение, где для титрования используется 100 см³ дистиллированной воды.

Титрование необходимо повторить определённое количество раз, с последующим усреднением полученных значений, таким образом, получив конечный ответ.

Меркурометрическое титрование – титриметрический метод анализа, который основан на образовании малорастворимых соединений ртути (I). Титрантом выступает Hg₂(NO₃)₂. Может использоваться ряд индикаторов, хотя чаще всего применяют дифенилкарбазон и его смесь с дифенилкарбазидом или тиоцианат железа (III). В данном методе сначала проводится пробное титрование, где индикатор добавляется до начала титрования. Последующее титрование позволит более точно определить точку эквивалентности, а индикатор будет добавляться уже в конце титрования.

Недостатками являются: невозможность определения тех или иных ионов в растворе, который имеет окраску, неустойчивость титранта и индикатора на свету, повторное титрование, так как нужно дополнительное время.

Меркуриметрическое титрование – метод анализа в титриметрии, который основывается на образовании комплексных соединений ртути (II), которые являются растворимыми. Титрантом в меркуриметрическом титровании выступает Hg(NO₃)₂. Чаще всего в качестве индикатора используют дифенилкарбазон и дифенилкарбазид, нитропруссид натрия, а также сульфамат-ионы. По сравнению с меркурометрическим методом, данный метод более точный, более быстрый и более экспрессный. Он является дешёвым и с его помощью можно проводить прямое титрование, чтобы проанализировать кислый раствор. Недостаток метода состоит в токсичности используемого титранта [3].

Потенциометрическое титрование

Потенциометрическое титрование – метод определения физико-химических величин, который основан на измерении электродвижущих сил. В потенциометрии применяют гальванический элемент, который включает в себя два электрода. Они могут быть погружены в один раствор или в два различных. Так, могут использоваться различные электроды, такие как индикаторный электрод, потенциал которого зависит от концентрации определяемых ионов в растворе и электрод сравнения, потенциал которого не зависит от концентрации определяемых ионов.

Цветометрическое определение хлоридов в воде с использованием газовой экстракции и метилового оранжевого

Данная методика является селективной и чувствительной. Высокая селективность объясняется проведением реакции вне раствора. Сам термин «газовая экстракция» есть не что иное, как общий принцип методов, которые основаны на переходе определяемых летучих веществ в газовую фазу. Газовая экстракция бывает сверхкритической, когда газ является флюидом, а также докритической, когда газ ведёт себя как жидкость. В данной методике хлориды окисляются перманганатом калия в сернокислой среде и определяются индикаторной бумагой, которая пропитана метиловым оранжевым [4,5].

Для работы понадобится реактивная индикаторная бумага, которая пропитана метиловым оранжевым и растворы хлоридов. Также понадобится просканировать цветовую шкалу и провести цветоделение и определение значений цветовых координат R, G и B и специальная установка. Взаимодействие определяемого компонента с реагентом происходит на поверхности реактивной индикаторной бумаги.

Таким образом, аликвоту пробы необходимо поместить в реакционный сосуд, довести объём пробы дистиллированной водой до 100 мл, добавляя реагенты. Далее происходит сканирование и нахождение значений определённой координаты.

Метод капиллярного электрофореза

Метод основан на разделении смеси на её составные части путём помещения этой смеси в капилляр, в котором разделение будет происходить благодаря электрическому полю, которое создаётся за счёт подачи высокого напряжения на концы капилляра. Метод также является перспективным в наше время. Он выделяется экспрессностью, маленькими объёмами анализируемого раствора. Метод исключает наличие твёрдого сорбента и процесс его «старения», а также практически не требует органических растворителей.

Если говорить о чувствительности метода, то можно выделить фотометрическое детектирование, где особенностями являются:

А) Малая толщина слоя анализируемой пробы

Б) Малый объем анализируемой пробы

В методе чувствительность может быть повышена за счёт концентрирования или увеличения оптического пути в капилляре [6].

Заключение

Планируется провести эксперимент, в ходе которого будет определено содержание хлоридов в питьевых и поверхностных водах аналитическими методами. Предполагается изучение состава поверхностных вод г. Дубна (10 точек), г. Кимры (5 точек) и питьевых вод г. Дубна (15 точек), г. Кимры (10 точек), г. Кашин (10 точек).

Список литературы

Яковлев В. А. Вода // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб, 1890—1907.

Полянский Н.Г. Аналитическая химия брома. – М.: Наука, 1980. – 244 с.

Максин В. И., Стандритчук О. З., Балакирева А. Д. Меркуриметрическое определение хлорид-и бромид-ионов в водных растворах с использованием сульфамат-иона как индикатора //Химия и технология воды. – 2013.

Горбунова М. О. и др. Цветометрическое определение хлоридов в воде с использованием газовой экстракции и метилового оранжевого //Аналитика и контроль. 2017.№ 3. – 2017. – Т. 21. – №. 3. – С. 274-280.

Горбунова М.О., Жихарева Н.Н. Тест-метод полуколичественного определения хлора в воде с предварительным извлечением потоком воздуха // Вода: химия и экология. 2010. № 2. С. 33-37.

Хомов Ю. А., Фомин А. Н. Капиллярный электрофорез как высокоэффективный аналитический метод (обзор литературы) //Современные проблемы науки и образования. – 2012. – №. 5. – С. 349-349.

ГОСТ 4245-72. Вода питьевая. Методы определения содержания хлоридов http://docs.cntd.ru/document/gost-4245-72

ГОСТ 33437-2015 Продукция соковая. Определение хлоридов методом потенциометрического титрования http://docs.cntd.ru/document/1200124076

ГОСТ 23268.17-78 Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Методы определения хлорид-ионовhttp://docs.cntd.ru/document/gost-23268-17-78

ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества http://docs.cntd.ru/document/1200003120

Природная вода содержит значительное количество примесей, начиная от растворенных металлов и их солей, заканчивая механическими включениями в виде ржавчины, песка, глины. Химический состав примесей огромен, среди них части встречаются соли соляной кислоты, которые влияют на общее количество хлоридов в воде.

Если вы заметили, что качество водопроводной снижено: образуется накипь на приборах и посуде, вода имеет неприятный вкус, то есть большая вероятность, что вода содержит хлориды. Также при обустройстве скважины очень важно, провести анализ воды, чтобы установить концентрацию примесей в ней. Концентрация хлоридов в воде сверхдопустимых норм опасна для здоровья человека, бытового и промышленного оборудования, поэтому важно уметь определить их присутствие и правильно очистить воду от них.

Откуда хлориды в воде

Хлориды в воде — это соли, полученные при взаимодействии соляной кислоты и катионов металла, имеющие высокую растворимость в воде. Самые распространенные хлориды — кальциевые, магниевые и натриевые. Происхождение хлоридов в воде обусловлено природными источниками. Данные соединения есть практически в каждом природном источнике воды — реках, озерах, скважинах, ручьях, колодцах.

Содержание хлоридов в озерах и реках колеблется от доли грамма до нескольких граммов на литр, в морях количество хлорид-ионов составляют 87% от массы всех анионов, поэтому уровень их концентрации в морях и подземных водах позволяет отнести их к перенасыщенным растворам и рассолам.

Появлению их в воде они обязаны грунтовым и артезианским водам, которые вымывают соединения их пластов земли, которые в свою очередь образовались в результате извержения вулканов. В состав магматических пород входят следующие минералы:

• содалит;
• хлорапатит;
• галит и другие.

Большое количество хлоридов в виде солей хлорида натрия (NaCl) содержится в морях и океанах. Средняя концентрация хлорид-иона в мировом океане — 19 г/л.

Избыток в воде солей хлоридов геологического происхождения в поверхностях водах явление достаточно редкое, поэтому присутствие хлоридов на уровне выше нормального является показателем бытового и промышленного загрязнения воды. Значительное количество хлоридов в воде, обусловленное природными явлениями, бывает в случаях:

• засоления почвы в результате подъема высокоминерализованных подземных вод;
• постоянного притока вод с последующим испарением жидкости.

Еще одна значительная причина повышенного содержание хлорид ионов в воде — деятельность человека. Удобрения, соль для растворения льда на дорогах, выбросы предприятий химической промышленности, свалки, сточные воды и отходы человеческой деятельности — все это способствует появлению и круговороту хлоридов в природе. В промышленных сточных водах могут содержаться различные соли, характер и оказываемое влияние которых зависит от производственного предприятия.

Из всех известных анионов хлориды обладают самой высокой способностью к миграции, которая объясняется высокой растворимостью, слабо выраженной способностью к сорбции и потреблению живыми организмами.

Повышенное содержание хлоридов в питьевой воде придает ей солоноватый привкус и оказывает негативное влияние на здоровье человека, также она не пригодна для хозяйственных и технических нужд.

Допустимое содержание хлоридов в природных водах

Содержание хлоридов в воде зависит от сезонности и уровня минерализации воды. Например, в водоемах северной части России норма хлоридов в воде не выше 10 мг/л, а для южных регионов характерно значение от 10 до 100 мг/л.
Речные и озерные водоемы считаются пресными водами, поэтому значение хлоридов в воде находится на уровне 10 мг/л. Если при анализе обнаружено их повышенное количество, значит, водоем загрязняется сточными водами.

Нормирование хлоридов в питьевой воде

Знание ПДК хлоридов в воде и уровня содержания анионов хлора определяют пригодность воды для питья, использования в сельском хозяйстве и на промышленных предприятиях.

Нормы воды по хлоридам для централизованных систем определены государственным стандартом СанПиН 2.1.4.1074-01. Так уровень хлоридов в централизованном водоснабжении не должен превышать 350 мг/л, однако, рекомендованная концентрация хлоридов в питьевой воде составляет 200 мг/л. Разница значений концентрации для поступающей в дома воды и пригодной к употреблению диктует пользователям необходимость установки специальных фильтров очистки воды. Для полива растений концентрация хлоридов должна находиться на уровне 50 — 300 мг/л в зависимости от типа растения, для водных объектов рыбохозяйственного назначения наличие хлоридов в воде не должно превышать 300 мг/дм³.

В бассейнах нормы содержания хлоридов в воде (ПДК) не должны быть больше 700 мг/л.

Чем опасны хлориды в воде для организма человека

Влияние на организм хлоридов в воде заметили еще в древности. Вода, содержащая хлориды, превышающие допустимые значения, негативно сказывается на здоровье. При использовании такой жидкости страдают слизистые оболочки, глаза, кожа и дыхательные пути.

Хлориды в воде вредны для здоровья. Употребляя воду с хлоридами, человек испытывает нарушение водно-солевого баланса и пищеварительного тракта, возникают отечности. Переизбыток солей хлора:

• вызывает нарушение функционирования мочеполовой системы;
• приводит к изменениям кровеносной системы;
• оказывает повышенную нагрузку на почки и сердце;
• повышает кровеносное давление;
• усугубляет течение сердечно-сосудистых заболеваний.

На что еще влияют хлориды в воде

Хлориды в воде наносят вред домашним и сельскохозяйственным животным, влияют на рост и развитие растений.

Агрессивное воздействие солей разрушает бытовые и промышленные приборы, в разы увеличивая интенсивность коррозии. Такая вода имеет повышенную жесткость, соли оседает на нагревательных приборах, образуя накипь, снижая теплопроводность устройств и утвари, и приводят к поломкам оборудования.

На промышленные и бытовые коммуникации влияние хлоридов в воде оказывается в виде:

• коррозии и появлении темных пятен на поверхностях труб и нержавеющих стальных раковинах и агрегатах;
• из-за образующегося осадка снижается теплоотдача батарей и увеличивается расход энергии на подогрев воды;
• точечной коррозии труб и котлов отопления, приводя к разрушению стенок;
• уменьшения межремонтных периодов, вызванных аварийными ситуациями.

Как определить наличие хлоридов в воде

Самый верный способ определения концентрации хлоридов в воде — сдача пробы в лабораторию. Для этого нужно вызвать на дом специалиста, либо отобрать пробу самостоятельно и привести в специализированную организацию для проведения анализа на хлориды в воде. При самостоятельной доставке воды важно не подвергать ее воздействию температур и солнечных лучей, достаточно пропустить воду в кране в течение 5-10 минут и тонкой струей набрать воду по стенкам в 1,5-2 л бутылку, предварительно очищенную и вымытую в этой же воде.

Были разработаны ГОСТы, регламентирующие, какие методы, оборудование и расчеты использовать для определения содержания хлоридов в воде.

Методики определения содержания хлоридов в питьевой воде описаны в ГОСТ 4245-72, и основываются они на процессе титрования, при котором к имеющемуся раствору (анализируемой воде) подмешивают определенное вещество до тех пор, пока не прекратится протекать химическая реакция. Титриметрическое определение хлоридов в воде позволяет вычислить количественное или массовое содержание ионов хлора.

Иные современные нормативные документы, которые регламентируют качество воды и способы ее контроля, допускают применение химических, физико-химических и физических методов анализа. Помимо титрования используются такие методы как:

• определение хлоридов в воде с дифенилкарбазоном.
• меркуриметрический метод определения хлоридов в воде.
• определение хлоридов в воде фотометрическим методом и т.д.

Обнаружение хлоридов в воде в домашних условиях

Исследование воды на хлориды можно провести самостоятельно. В быту сигналом для проведения анализа могут стать:

• солоноватый вкус воды, скорее всего, превышена концентрация хлоридов натрия;
• горьковатый вкус свидетельствует о повышенном содержании хлоридов кальция.

Вода, с повышенным содержанием хлоридов, оказывает негативное воздействие на здоровье человека, на качество работы бытовых устройств и систем коммуникации. Очень важно вовремя определить концентрации анионов хлоридов и установить подходящие устройства очистки.

Как убрать хлориды в питьевой воде

Чаще всего для очистки воды от хлоридов используют методы, основанные на сорбции, ионном обмене и обратном осмосе. Все эти способы используются в системах очистки, как на крупных промышленных предприятиях, так и в быту в фильтрующих устройствах для централизованной водопроводов и воды, поступающей из скважин. Подробнее об очистке воды от хлорид-ионов вы можете прочитать в статье «Как очистить воду от хлоридов».