Experimentos químicos para estudiar la calidad del agua

Experimento No. xx Nombre del experimento Análisis de la calidad del agua

El tiempo del experimento es xx laboratorio en xx meses xx años.

1. Vista previa del experimento

1. Propósito del experimento

1.1 Aprender y dominar el oxígeno disuelto, la turbidez, el fluoruro, el hierro, el nitrógeno amoniacal y el pH, seis métodos para determinación de cromo, sulfuro, calcio, nitrógeno nitrito, cloro disponible (cloro total), DQO y fósforo total.

1.2 Comprender el estado de estos factores en el medio acuático y su impacto en la vida acuática.

2. El principio experimental, proceso experimental o diagrama esquemático del dispositivo.

2.1 Principio experimental:

El agua es el lugar donde viven los organismos acuáticos. La limpieza del agua y la cantidad de componentes químicos que contiene son la base principal para elegir diferentes fuentes de agua. El análisis de la calidad del agua se ha convertido en una parte importante de la química analítica ambiental y en un medio indispensable del trabajo ecológico.

2.1.1 Determinación del oxígeno disuelto:

El oxígeno disuelto en el agua se mide generalmente mediante el método yodométrico. Agregue sulfato de manganeso y una solución alcalina de yoduro de sodio a la muestra de agua para formar un precipitado de hidróxido de manganeso. En este momento, el hidróxido de manganeso es extremadamente inestable y se combina rápidamente con el oxígeno disuelto en el agua para formar óxido de manganeso.

4MnSO4 8NaOH 4Mn(OH)2 (precipitado color carne) 4Na2SO4

2Mn(OH)2 O2 2MnO(OH)2 (precipitado marrón o marrón)

2H2MnO3 2Mn(OH)2 2MnMnO3 4H2O

Agregue ácido sulfúrico concentrado para hacer que el oxígeno disuelto combinado (en forma de MnMnO3) reaccione con el yoduro de potasio agregado a la solución, precipitando el yodo. Cuanto más oxígeno disuelto, más yodo precipitará y más oscura será la solución.

4KI 2H2SO4 4HI 2K2SO4

2 mnm NO3 4 h2so 4 4HI 4 mnso 4 2 I2 6H2O

Utiliza una pipeta para tomar una determinada cantidad del agua reaccionada muestra, utilizando almidón como indicador, titule el contenido de yodo con una solución de tiosulfato de sodio (el contenido de yodo es proporcional al contenido de oxígeno disuelto) y calcule el contenido de oxígeno disuelto de la muestra de agua.

2.1.2 Determinación del nitrógeno amoniacal;

El amoníaco y el yoduro de mercurio potásico forman un complejo de color amarillo en una solución alcalina, y su cromaticidad es proporcional al contenido de nitrógeno amoniacal, entre 0 ~ Está cerca de una línea recta dentro del rango de 2,0 mg/L de nitrógeno amoniacal. La fórmula de la reacción es la siguiente:

2k 2(hgi 4) 3k oh NH3·NH 2 hgoi (precipitado marrón amarillento) 7KI 2H2O.

2.1.3 Determinación de nitrito:

Para determinar el nitrógeno nitrito se suele utilizar el método colorimétrico diazo. Este método se basa en la nitrogenación elevada de nitrito y ácido p-aminobencenosulfónico, y luego el acoplamiento con α-naftilamina para generar un tinte rojo púrpura, que se compara con una solución estándar.

2.1.4 Medición del valor de pH:

La batería se compone de un electrodo de vidrio como electrodo indicador y un electrodo de calomelanos como electrodo de referencia. En este tipo de batería, los iones de hidrógeno en la solución que se está midiendo producirán las correspondientes diferencias de potencial dependiendo de su concentración. La relación entre el potencial y el valor de pH de la solución se ajusta a la ecuación de Nernst:

E = E0 0,0591 log[H] (25 ℃)

e = E0–0,0591 pH , donde E0 es constante.

2.1.5 Turbidez (NTU):

El método de turbidez se estableció en base a la absorción selectiva de radiación electromagnética por soluciones medidas con diferentes turbidez.

2.1.6 Hierro:

Fe ^ 2 o-fenantrolina complejo rojo anaranjado

Basado en condiciones de pH 3~9, iones de hierro de baja valencia y o-fenantrolina La fenantrolina forma un complejo estable de color rojo anaranjado que absorbe selectivamente la luz visible y se estableció un método de análisis colorimétrico.

2.1.7 Fluoruro:

Complejo ternario azul (F-) del reactivo fluoruro ion fluoruro (nitrato de lantano)

A pH 4 en el medio tampón acetato de .1, los iones fluoruro reaccionan con reactivos fluorantes y nitrato de lantano para formar un complejo ternario azul. La intensidad del color es directamente proporcional a la concentración de iones fluoruro. El fluoruro (F-) se determinó cuantitativamente a una longitud de onda de 620 nm.

2.1.8 Calcio:

El complejo rojo de iones calcio en solución de EDTA

En condiciones de pH 12 ~ 13, los iones de calcio se complejan con la solución de EDTA. Para la valoración, se utiliza carboxilato de calcio como indicador para formar un complejo rojo con calcio.

2.1.9 Sulfuro:

En condiciones ácidas, el sulfuro reacciona con el exceso de yodo, y el yodo restante se titula con tiosulfato de sodio. El contenido de sulfuro se puede obtener indirectamente del consumo de solución de tiosulfato de sodio.

2.1.10 Medición de DQO:

Demanda química de oxígeno (DQO). Cuanto mayor es la DQO, más grave es la contaminación del cuerpo de agua por materia orgánica. En una solución ácida fuerte, una cierta cantidad de dicromato de potasio oxida las sustancias reductoras en la muestra de agua y utiliza espectrofotometría para detectar el valor de absorción de la solución después de la digestión y el desarrollo del color, y obtener el valor CODCr de la muestra de agua.

2.1.11 Fósforo total:

La muestra se digiere en condiciones de calentamiento a alta temperatura y todo el fósforo de la muestra de agua se oxida a ortofosfato. En medios ácidos, el ortofosfato reacciona con los reactivos para formar un complejo azul y el contenido total de fósforo de la muestra de agua se puede obtener midiendo su absorbancia.

3. Equipos y materiales experimentales

3.1 Equipo: Analizador de oxígeno disuelto SG6, analizador multiparamétrico de calidad del agua GDYS-101M, vaso de precipitados.

3.2 Medicamentos: agua destilada y reactivos diversos relacionados.

3.3 Muestra: Agua subterránea

4. Métodos experimentales, procedimientos y precauciones

4.1 Pasos experimentales:

4.1.1 Utilizar un vaso de precipitados Recoger muestras de agua subterránea;

4.1.2 Utilice el analizador de oxígeno disuelto SG6 para medir el oxígeno disuelto en la muestra de agua.

4.1.3 Agregue los reactivos relevantes de acuerdo con la siguiente tabla y realice; procesamiento experimental.

Volumen de muestra (ml) Reactivo (1) Reactivo (2) Reactivo (3) Tiempo de desarrollo del color (minutos)

Reactivo Fluoruro 6 1:2 = 7:3 (mezcla Uniforme ) 4,0 30

Hierro 10 0,5 uno a uno 15

Nitrógeno amoniacal 10 0,2 uno 10

Bacalao 2 1,3 ml (digerir a 1,50 ℃ durante 15 minutos)

Nitrito 10 0.2-20

Sulfuro 10 0.4 0.2 10

Calcio 10 0.2 0.2 5

Fósforo total 50.8ml ( Digestión al 120°C durante 30 minutos) 0,2 ml 0,4 ml (30 s) 15 (proteger de la luz).

4.1.4 Una vez completadas las reacciones relevantes, utilice el analizador multiparamétrico de calidad del agua GDYS-101M para detectar y analizar la muestra de agua y registrar los datos.

4.2 Medidas preventivas:

4.2.1 Especificaciones de uso de pipetas, prestar atención al rango

4.2.2 Este reactivo es corrosivo para un; hasta cierto punto no se permite el juego aleatorio. Si el reactivo se le pega a la cara, lávelo inmediatamente.

4. 2. 3 La adición de reactivo DQO (2) liberará una gran cantidad de calor. Tenga cuidado al operar. El intervalo entre cada operación clave debe ser de 10 segundos. >4.2 4. Cuando se utilice un digestor termostático, se debe cubrir la cubierta protectora de plástico del tubo del digestor para evitar accidentes causados ​​por salpicaduras de líquido.

Dos.

Contenido del experimento

1. Fenómenos y resultados experimentales

Tabla 1 Tabla de registro de oxígeno disuelto

Muestra de oxígeno disuelto en agua (mg/L)

Agua destilada 5.96 5.93 5.92 5.91 5.91 5.90

Agua subterránea 5.97 5.98 5.97 5.96 5.95 5.9438 0

Flúor: 3.22 mg/L Nitrógeno amoniacal: 0.11 mg/L Fe2: 0.04 mg/ L L

Sulfuro: 0,01 mg/L Nitrito: 0,03 mg/L Ca2: 0,69 mg/L

Turbidez (NTU): 3,4 grados, fósforo total: 0 mg/L, Demanda química de oxígeno: 0 mg/L

Valor medio de mg/L de oxígeno disuelto del primer, segundo, tercer, cuarto y quinto grupo

Aguas subterráneas6,25 5,97 6,67 5,55 6,78

6.21 5.98 6.78 5.55 6.74

6.21 5.97 6.79 5.53 6.71

6.13 5.96 6.79 5.51 6.71

6.13 5.95 6.79 5.52 6.72

6,12 5,91 6,78 5,52 6,71

Promedio 6.1755.96667 6.66675565666

Agua destilada 6,19 5,96 6,02 4,97 6,34

6,16 5,93 5,98 4,98 6.32

6,12 5,92 5,97 4,97 6,32

6,12 5,96 4,94 6,3

5,91 5,95 4,94 6,3

6,15 5,9 5,95 4,92 6,3

El el valor promedio es 6.145438 0667 5.94338 0667 5.3338 0667 4. 366666.76666666667

2. Análisis y resumen de fenómenos y resultados experimentales:

Según nuestro país, según el estado actual de la calidad del agua subterránea, valores de referencia para la salud humana y objetivos de protección de la calidad del agua subterránea, y con referencia a los requisitos más altos para la calidad del agua potable, industrial y agrícola, la calidad del agua subterránea se divide en cinco categorías: Clase I refleja principalmente la composición química natural del agua subterránea. contenido. Adecuado para diversos fines;

La categoría II refleja principalmente el contenido natural de fondo de los componentes químicos del agua subterránea. Adecuado para diversos fines;

La categoría III se basa en valores de referencia para la salud humana y es principalmente adecuada para fuentes centralizadas de agua potable y uso de agua industrial y agrícola;

La categoría IV se basa en la agricultura y la industria Requisitos de agua: a excepción del agua agrícola y algunas aguas industriales, se puede utilizar como agua potable después de un tratamiento adecuado.

El agua de Clase V no es apta para beber y se pueden seleccionar otras aguas según; el propósito de uso.

Tabla 1 Índice de Clasificación de la Calidad del Agua Subterránea

Primera Clase

Segunda Clase

Tercera Clase

ⅳ Clase

Clase V

Turbidez (grados) ≤ 3 ≤ 3 ≤ 3 ≤ 10 > 10

Hierro (Fe) (mg/L) ≤ 0,1 ≤0,2≤ 0,3≤1,5 > 1,5

Nitrógeno amoniacal (NH4) (mg/L)≤ 0,02 ≤ 0,02 ≤ 0,2 ≤ 0,5 > 0,5

Fluoruro (mg/L)≤1,0 ≤1,0≤ 1.0≤2.0 > 2.0

Nitrito (mg/L)≤0.001≤0.01≤0.02≤0.1 > 0.1

Calcio (mg/L)≤0.15≤0.30 ≤0.45≤0.55 > 0,55

Sulfuro (mg/L)≤0,005≤0,015≤0,025≤0,035 > 0,035

DQO (mg/L)≤3 >3, ≤5 >5

Oxígeno disuelto (mg/L)> 6.54.6 ~ 6.52.0 ~ 4.5 < 2.0.

Con base en los indicadores de clasificación de la calidad del agua subterránea mencionados anteriormente y combinados con datos medidos experimentalmente, se analizaron y compararon las muestras de agua experimentales:

El valor promedio de oxígeno disuelto en muestras de agua subterránea (5,96 mg /L) Es más o menos consistente con el valor promedio de oxígeno disuelto destilado como control (5,92 mg/L), y está dentro del rango del índice de clasificación de calidad del agua subterránea. Los datos medidos de fósforo total y DQO ​​en el agua subterránea son 0, lo que indica que la muestra de agua subterránea no está contaminada por fósforo y la reacción química de consumo de oxígeno no es fuerte, lo que indica que la muestra de agua subterránea cumple con los estándares de agua potable en términos de fósforo total y DQO. La turbidez de la muestra de agua es de 3,4 grados, mientras que el límite superior del estándar de turbidez del agua potable es 3,0. No hay mucha diferencia, lo que indica que la turbidez de la muestra de agua subterránea básicamente alcanza el rango del nivel III de calidad del agua subterránea.

En comparación con los estándares de clasificación de calidad del agua subterránea, el contenido de fluoruro (3,22 mg/L) en la muestra de agua excedió el estándar y cayó en la categoría V de los estándares de calidad del agua subterránea y no era apta para beber. El contenido de nitrógeno amoniacal (0,11 mg/L) cumple con el estándar de calidad de agua subterránea III; el contenido de Fe2 (0,04 mg/L) cumple con el estándar de calidad de agua subterránea de primera clase. El contenido de sulfuro (0,01 mg/L) cumple con el estándar de calidad Clase II para aguas subterráneas; el contenido de nitrito (0,03 mg/L) cumple con el estándar de calidad Clase IV para aguas subterráneas. El contenido de Ca2 (0,69 mg/L) supera la norma, que pertenece a la categoría V de la norma de calidad de las aguas subterráneas y no es apta para beber.

En resumen, se puede sacar la siguiente conclusión: la mayoría de las muestras de agua subterránea en el proyecto de prueba han alcanzado la primera, segunda y tercera categoría de calidad del agua subterránea y pertenecen al rango de agua potable. Sin embargo, debido a que el contenido de fluoruro (3,22 mg/L) y el contenido de Ca2 (0,69 mg/L) en la muestra de agua exceden el estándar, la muestra de agua subterránea aún no cumple con los estándares de agua potable y no es adecuada para su uso como agua potable. Se puede seleccionar según el propósito de uso.