Експериментальна частина. 8.3.1 Якісний аналіз ґрунту

8.3.1 Якісний аналіз ґрунту

Візьміть пробу ґрунту (5-10 г), додайте до нього 20-25 мл дистильованої води, добре розмішайте, i профільтруйте за допомогою складчатого фільтру.

1 Проведіть аналіз фільтрату на наявність неорган1чних, орган1чних забруднювачів (за вказівкою викладача) за схемою:

Визначіть рН розчину за допомогою ун1версального індикаторного паперу i відмітьте колір фільтрату. Зроб1ть висновки щодо попереднього дослідження якісного складу ґрунту, майте на увазі, що низький рН (0...2) може свідчити про наявність неорган1чних забруднювачів: Ві3+,Sn3+(особливо, якщо розчин безкольоровий). Жовтий кол1р розчину та рН 2...3 може вказувати на наявність забруднення ґрунту зал1зом (Fe3+). Блакитний колір може означати, що в ґрунті є мідь (Cu2+), салатовий (світло-зелений) - Ni2+, рожевий - Cо2+, дуже слабо-рожевий - Mn2+, зеленкуватий - Cr3+і т. і. Складіть таблицю попереднього дослідження забруднювачів (табл. 8.7).

Таблиця 8.7 - Результати попереднього дослідження

забрудненості ґрунту

Колір розчинурН розчинуПопередні висновкиБлакитний4Можлива присутність Cu2+

2 Проведіть якісні реакції визначення неорганічних забруднювачів за таблицями 8.8, 8.9 i складіть таблицю аналізу (табл. 8.10).

Таблиця 8.8 - Реагенти для якісних реакцій визначення

неорганічних забруднювачів

ЗабруднювачРеагентЕфект, що спостерігається123КатіониНатрійДигидроантимонат калію (рН=7)Білий кристалічний осадКалійГексанітрокобальтат (ІІІ) натрію (рН=3)Жовтий осад Потрійний нітрат (рН=7)Чорні кубічні кристалиЦинкТетрароданомеркурат амоніюСиній (блакитний) осад Гексацианоферат (ІІІ) калію (рН<7)Жовто-коричнєвий осадСвинецьЙодид калію, хромат калію (рН<7)Жовтий осадСульфат натрію (рН<7)Білий осадАлюмінійАлізарин-С (рН=7) Фторид натріюЧервоний колір Рожеве забарвленняХром Персульфат амонію (рН<7)Помаранчовий колір (оранжевий)Пероксид водню (рН>7)Жовтий колірСріблоЙодид каліюЖовтий осадХлорид натрію (рН<7)Білий осадМідь Гідрооксид амоніюІнтенсивно синій колірЙодид калію + крохмальБурий колір Синій колірКобальтРоданід калію + бутанолСиній колір верхнього шаруНікель Диметилгліоксим (рН=9)Червоний осадГідрооксид амоніюСиній колірМагній Гідрофосфат натрію+хлорид амонію+аміакБілий осад КальційОксалат амонію (рН=3)Білий осадБарійСульфат натріюБілий осадХромат каліюЖовтий осадЗалізо (ІІ)Гексацианоферат (ІІІ) калію рН=3Синій колірЗалізо (ІІІ)Гексацианоферат (ІІ) калію, рН≤3Синій колір

Продовження таблиці 8.8

123МарганецьПерсульфат амонію (рН≤7)Фіолетовий колірПероксид водню (рН=9...10)Жовтий колірВісмутЙодид каліюЧорний осадРтутьЙодид калію (рН=3) З надлишком Оранжево-червоний осад Безбарвний розчинАніониНітратАлюміній, цинкВиділення NH3ДифеніламінСиній колірНітритЙодид каліюЖовто-коричневий колірПерманганат каліюЗнебарвленняДифеніламінСиній колірСульфатНітрат баріюБілий мілко кристалічний осадКарбонатКислотиВиділення вуглекислого газуХлоридНітрат сріблаБілий осадБромідНітрат сріблаБлідо-жовтий осадЙодидНітрат сріблаЖовтий осадНітрат каліюЖовто-коричневий колір

Таблиця 8.9 - Визначення неорганічних забруднювачів в складі ґрунту, води за утворенням забарвлених йодидів на фільтр-папері

ЗабруднювачіЗовнішній вигляд забарвлених зон на папері12Hg2+Червона пляма HgІ2Bi3+Чорна пляма BiІ3з жовтим обрамленням [BiІ4]-Hg2+, Bi3+Червона пляма HgІ2з чорним кільцем BiІ3та з жовтим обрамленням [BiІ4]-Ag+, Hg2+Світло-жовта пляма AgI, червоне кільце HgІ2Ag+, Hg2+, Bi3+Світло-жовта пляма AgI, червоне кільце HgІ2з чорним кільцем BiІ3та з жовтим обрамленням [BiІ4]-Pb2+Яскраво-жовта пляма PbI2Pb2+, Hg2+Червона пляма HgІ2з жовтим кільцем PbI2Pb2+, Hg2+, Ag+Світло-жовта пляма AgI, червоне кільце HgІ2з жовтим кільцем PbI2Cu2+, Fe3+Бура пляма, що розпливається І2Cu2+, Fe3+, Hg2+Червона пляма HgІ2, буре кільце І2

Продовження таблиці 8.9

12Cu2+, Fe3+, Bi3+Чорна пляма BiІ3, буре кільце І2Cu2+, Fe3+, Pb2+Яскраво-жовта пляма PbI2, буре кільце І2Cu2+, Fe3+, Pb2+, Hg2+Червона пляма HgІ2, жовте кільце PbI2, буре кільце І2Cu2+, Fe3+, Bi3+, Hg2+, Ag+Яскраво-жовта пляма AgI, червоне кільце HgІ2, чорне кільце BiІ3, буре кільце І2Катіони-забруднювачі, які не ввійшли в цю таблицю інтенсивно забарвлених йодидів не утворюють і не заважають аналізу

Таблиця 8.10 - Якісний аналіз ґрунту

Що досліджуєтьсяОперація, реактивСпостереженняВисновокСклад осадуСклад розчину1. Фільтрат, окрема пробаВиявлення NH4+; NaOH, нагрів; реактив НеслераВиділення NH3 характерний запах червоно-бура пляма на паперіNH4+присутні NH4+присутні- Можливі катіони, аніони І-ІІІ групи (дрібний метод)2. Фільтрат, окрема пробаВиявлення міді (ІІ); NH4ОН (надл.) йодид каліюПрозорий розчин синьо-фіолетового коліру жовтий осад Сu2+присутні Сu2I2[Cu(NH3)4]2+ Можливі інші забруднювачі3. Фільтрат, окрема пробаВиявлення сульфатів, нітрат Ва і т. і.Білий осадSO42-присутніВаSO4Можливі інші забруднювачі

Висновок: в ґрунті присутні такі забруднювачі - NH4+; Сu2+, SO42-. Реакції, за допомогою яких знайдені забруднювачі:

NH3+2[HgI4]2-+3OH-® [Hg2ONH2]I¯+7I-+2H2O

2Cu2++4I-=Cu2I2¯+I2

Ba2++SO42-=BaSO4

3. Для визначення органічних забруднювачів, наприклад, формальдегіду бажано провести якісну реакцію "срібного дзеркала": до аміачного розчину нітрату срібла (2-3 краплі) додаємо 2-3 краплі досліджуваного розчину. Про наявність формальдегіду свідчить сріблястий осад (срібло). Кількість СН2О у водній витяжці ґрунту визначають також за методикою, наведеною в лабораторній роботі 3.

8. 3. 2. Кількісний аналіз ґрунту

Візьміть пробу ґрунту (1-2 г) на аналітичних терезах (з точністю до 4-5-го знаку після коми), додайте 20-25 мл дистильованої води, добре перемішайте і профільтруйте за допомогою складчатого фільтру, декілька разів (2-3) промийте його 10-15 мл дистильованої води. Кількісно перемістіть фільтрат в мірну колбу на 100 мл (краще фільтрувати в мірну колбу) і доведіть дистильованою водою до мітки. Добре перемішайте вміст колби і беріть з неї розчин піпеткою (10-20 мл) на аналіз забруднювача (за вказівкою викладача).

3 Аналіз NH4+. Додайте до 10-20 мл досліджуваного розчину в колбі Ер-ленмейера (конічна колба на 100-200 мл) 1-2 краплі індикатору метилрот та титруйте розчин в колбі розчином Н2SO4(НСІ) точної концентрації, приливаючи його по краплям із бюретки до зміни кольору розчину від жовтого до рожево-помаранчового. Розрахунок ведіть за формулою:

а=N·V·Е, мг (8.12)

N - нормальність кислоти; V - об’єм кислоти, що пішов на титрування, мл; Е - еквівалентна маса NH3.

Для розрахунку, кількості NH3в 100 мл розчину "а" треба помножити відповідно на 10 (для 10 мл) або на 5 (для 20 мл досліджуваного розчину). Розрахуйте концентрацію NH3 в ґрунті (мг/кг), наприклад:

СNH3=5а·1000/m, мг/кг (8.13)

m - наважка ґрунту, г; 5- для 20 мл досліджуваного розчину.

4 Аналіз водної витяжки ґрунту на наявність Cu2+проводимо йодометричним методом чи фотоелектроколориметричним методом (див. лабораторну роботу 2).

5 Аналіз Fe2+проводять редоксиметрією-перманганатометрією. До 25 мл
(піпетка!) дослідженого розчину (з мірної колби на 100 мл) додають 5-10
мл Н2SO4(1:4) і титрують перманганатом із бюретки до блідно-рожевого
кольору, який не зникає протягом 30 с. Розрахунок проводимо за формулою:

а=4·T·V·1000/m, мг/кг (8.14)

Т - Т KMnO4/Fе =(N·Е)/1000 = 0,02·55,85/1000=0,001117 г/мл; V - об’єм KMnO4, що пішов на титрування, мл; N - нормальність KMnO4, N=0,02, Е=55,85, m - наважка ґрунту, г.

Кількість Fе2+можна визначити і хроматометрією. Для чого до 25 мл розчину (піпетка!) в колбі Ерленмейера на 250 мл додають 5-10 мл Н2SO4(1:4) і 1-2 краплі дифеніламіну. Tитруємо із бюретки 0,1 N К2Cr2O7до зеленого кольору. Додаємо 20 мл 30% H3PO4і титруємо до синьо-фіолетового кольору. Розрахунок проводимо за формулою:

а=4·N·V·EFe·1000/m, мг/кг (8.15)

N К2Cr2O7 =0,1; V - об’єм К2Cr2O7, що пішов на титрування, мл;

m - наважка ґрунту, г, Е=55,85.

Концентрацію заліза можна знайти і фотоелектроколориметрією (див. лабораторну роботу 2).

1 Аналіз NO3-проводимо за допомогою нітратоміра (див. лабораторну роботу 7).

8.4 Висновки: Експериментально визначена забрудненість ґрунту. За якісним аналізом встановлено, що ґрунт містить такі забруднювачі: (вказати). Кількісний аналіз показав, що концентрація превалюючого забруднювача... становить:... мг/кг. Це (не)перевищує ГДКгр...в... рази (ГДКгр=... мг/кг). Досліджений ґрунт є (не)безпечним для життєдіяльності людини.

8.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи

1. Дайте визначення поняттю “ґрунт”. Наведіть ступені деградації ґрунтів у світі.

2. Вкажіть причини та основні джерела забруднення ґрунтів.

3. Наведіть основні забруднювачі ґрунтів. В чому полягає їх небезпека?

4. За якими показниками визначається ГДК ґрунту?

5. Як класифікуються шкідливі речовини в ґрунті за індексом небезпеки?

6. Що характеризує сумарний показник забрудненості ґрунту? Як він визначається?

7. В чому полягає оцінка небезпеки відходів, що потрапляють в ґрунт? За якими показниками ця оцінка проводиться?

8. Вкажіть основні заходи щодо охорони ґрунтів.

9. Наведіть особливості проведення якісного аналізу забрудненості ґрунту.

10. Які основні моменти треба враховувати при проведенні кількісного аналізу забрудненості ґрунту?

Література: [6, 8-16, 18-20, 22-24, 28, 34, 36-38, 50, 51].

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: