determinarea parametrilor fizico-chimici ale apelor

Upload: andreea-gavriloaea

Post on 30-Oct-2015

215 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

diferiti parameti descrierea

TRANSCRIPT

Determinarea Parametrilor Fizico-Chimici ale Apelor

LUCRARE DE LABORATORDETERMINAREA PARAMETRILOR FIZICO-CHIMICI ALE APELOR

1. Parametrii generali i organoleptici de calitate a apelor

1.1. Determinarea transparenei apelor Transparena apelor este determinat de culoarea lor i de turbiditate.Transparena apelor poate fi determinat calitativ i cantitativ.

a) Determinarea calitativ a transparenei probei de ap

Determinarea calitativ a probei de ap s efectuieaz ntr-o eprubet, n care se toarn 10 ml de ap proaspt care a fost n prealabil agitat. Proba de ap se situeaz pe fonul ntunecat. Uitndu-se din sus, se determin gradul de transparen. Pentru indicarea gradului de transparen se folosete urmtorul nomenclator:

1). Apa transparent

2). Apa cu opalescen slab

3). Apa cu opalescen medie

4). Apa puin tulbure

5). Apa tulbure

6). Apa foarte tulbure

b) Determinarea cantitativ a transparenei probei de ap

Determinarea cantitativ se efectuieaz cu ajutorul cilindrului cu suport din sticl. Cilindrul trebuie s fie gradat n cm sau mm. Parametrul ce se studiaz cu ajutorul acestei metode reprezint nalimea stratului de ap prin care se poate identifica textul scris pe o hrtie alb cu demensiunile i coninut determinate. Aceast metod ofer rezultatele aproximative.

Materialele i utilajul necesar: cilindrul gradat n cm sau mm din sticl cu o nalime de 30-50 cm; hrtie alb cu un text care are nalimea literilor de 3,5 mm.

Mersul determinrii Cercetrile se efectueaz ntr-un loc sau ncpere bine iluminat, dar nu sub aciunea direct a sursei de lumin. Cilindrul se instaleaz asupra textului la o nlime de 4 cm i n el se toarn cu precauie proba de ap analizat i amestecat pn cnd textul, care se privete prin strat de ap, devine greu de neles. Transparena dup text se msoar n cm stratului de ap cu o precizie de 0,5 cm. Msurrile se efectuieaz de trei ori i rezultatul final se consider o valoare medie ale msurrilor.

1.2. Determinarea culorii Apele naturale nepoluate snt aproape lipsite de culoare. Coloraia lor este n mare parte determinat de prezena substanelor humice i a compuilor de fier. n cazul polurii cu apele uzate, apele obin coloraia nespecific ale lor. Determinarea culorii apei ce conine o cantitate mare de substane suspendate se efectuieaz dup ce proba se filtreaz sau st n repaos nu mai mult de 2 ore.

Utilajul neceasar: cilindrul din sticl plat, gradat n cm, proba de ap.

Mersul determinrii Cilindrul se instaleaz pe o hrtie alb i se umple cu un strat de ap de 10 cm. Determinarea culorii se efectuiez vizual la iluminare suficient dar dispers. Concluziile se noteaz n registru cu indicaia nuanei i intensitii coloraiei (slab sau pronunat). n cilindru se toarn o cantitate de prob cu nalime de 10 sau 20 cm. n calitate de control se ia aceeai cantitate de ap distilat, care se toarn n alt cilindru care se pune alturi. Ambele vase se studiaz prin stratul de ap de sus. n cazul coloraiei pronunate a probei de ap cercetate n ea se adaug ap distilat pn cnd culoarea apei n cilindrul cu proba nu se apropie dup culoare de prob de control. n registrul se noteaz nalimea stratului la care culoare probei este aceeai cu culoarea apei distilate. Raportul dintre nalimea stratului de ap cercetat i ap distilat indic gradul de diluie a apei i decte ori apa cercetat depete norma dup coloraie.Not: n cazul surselor de ap potabil coloraia probei nu trebuie s fie depistat n stratul de ap de 20 cm; iar n cazul utilizrii apelor n calitate de surse de recriere de 10 cm.

1.3. Determinarea mirosului apeiMirosul apei depinde de prezena n ea a substanelor mirositoare volatile, care nimeresc n ea prin cile naturale i antropogene. Mirosul apelor de suprafa i ale celor subterane este influenat de prezena n ele a substanelor organice.

Mirosul apelor potabile este detrminat de proprietile lor, procesele tehnologice i procedeele de potabilizare. De exemplu, apa ce conine fenolii, dup clorinare la staiile de potabilizare capt un miros neplcut de fenolii clorurai, care se determin organoleptic n cazul coninutului de 2,4-difenoli n cantiti de 0,002 mg/l.

Determinarea mirosului se bazeaz pe cercetrile organoleptice ale mirosului i intensitii lui n probele de ap la temperaturile de 200C i 600C.

Utilajul necesar: colbe conice cu gtul larg cu un volum de 500 ml, cilindrul gradat cu capacitate de 250 ml, baie de ap, termometru de laborator cu gradaie de la 0 pn la 600C.

Mersul determinrii n colb conic se toarn 250 ml de ap de cercetat la 200C, apoi colba se nchide cu un dop i se agit n poziie vertical. Dopul se deschide i se determin caracterul i intensitatea mirosului de ap. Dup aceasta colba se nchide cu dopul i se nclzete pn la 600C la baie de ap, dup ce coninutul ei se amestec prin agitare i se deschide dopul.

Urmeaz determinarea organoleptic a mirosului i intensitii lui. Concluziile se noteaz n registru n form liber.

Dup particularitile specifice mirosurile pot fi mprite n dou grupe de baz:

1. Mirosurile de provienen natural (de la organismele vii i moarte ce triesc n ap, influena solurilor, etc.). Aceste mirosuri se impart n mirosul pmntos, putred, cu miros greu (alterat), ierbos, de mucegai, de turb, etc.2. Mirosurile de natur artificial (de la deversrile de la intreprinderile industriale, prelucrarea apelor cu reagenii chimici, etc.). Se deosebesc mirosurile de clorfenol, aceton, alcool, oet, benzin, clor, etc.Intensitatea mirosurilor se estimeaz la temperaturile de 200C i 600C dup o scar de 6 baluri conform tabelului ce urmeaz.

Intensitatea mirosului apeiBalulIntensitatea mirosuluiCaracteristica calitativ

1LipseteLipsa mirosului care poate fi perceptibil

2Foarte slabMirosul care poate fi simit numai n condiii de laborator

3SlabMirosul este simit foarte nensemnat, dar nu atrage atenia consumtorului

4SimitorMirosul este uor depistat i provoac o atenie deosebit la consumul apei cercetate

5PronunatMirosul care de o dat atrage atena consumtorului i care face apa inutilizabil

6Foarte puternicMirosul este att de pronunat c apa devine inepuizabil

1.4. Determinarea pH-ului apeiConinutul ionilor de hidrogen n apele naturale este condiionat n mare parte de raportul cantitativ dintre diverse forme ale acidului carbonic:

CO2 + H20 H+ + HCO3- 2 H+ + CO32- . Pentru apele de suprafa, care de regul conin cantiti nensemnate de CO2, sunt caracteristice valorile bazice ale pH-ului. Schimbarea pH-ului este condiionat de procese de fotosintez (la consumarea CO2 de ctre plantele acvatice se elimin ionii -). Sursele ionilor de hidrogen servesc substanele humice i acizii humici, care ptrund n ape mpreun cu soluri. n apele de suprafa pH-ul variaz ntre 6,5 8,5; precipitaiile atmosferice au pH-ul 4,6 6,1; apele din mlatini 5,5-6,0; apele marine 7,9-8,3. Iarna pH-ul apelor este mai acid (6,8 7,4), iar vara mai bazic (7,4 8,2), ceea ce este legat de cantiti diferite de oxigen dizolvat i bioxidul de carbon n ape la diferite anotimpuri.

De valorile pH-ului apelor depinde intensitatea proceselor chimice i biologice, ce se desfoar n ecosistemele acvatice, existena i dezvoltarea plantelor acvatice, stabilitatea i capacitatea de migraie a elementelor n ap, acumularea formelor patogene etc.

Toate apele pot fi clasificate n apte grupe de baz, n dependen de valorile pH-ului.Grupele apelor naturale n dependen de valorile -uluiGrupaNot

Apele puternic acide T/2, alcalinitatea este datorathidroxizilor i carbonailor. Ca urmare, P va corespunde reaciilor:OH- + HCl Cl- + H2O

CO32- + HCl Cl- + HCO3-iar cu T ml de HCl se vor desfura reaciile:

OH- + HCl Cl- + H2O

CO32- + 2HCl 2Cl- + H2CO3n acest caz coninutul de carbonai va fi:CO32-(mg/dm3) = 2(T-P)N1030,

iar cel de hiroxid va rezulta din relaia:OH-(mg/dm3) =(2P-T) N1017.

e) Dac P 12

n apele hidrogenocarbonate duritatea temporar reprezint 80% din duritate total. De cele mai multe ori predomin duritatea de calciu, iar duritatea de magneziu poate atihge 60% n apele cu mineralizare nalt.

Pentru apele de suprafa se observ oscilaii sezoniere ale duritii. Valorile maximale se observ la sfrit de iarn i minimale n perioada revrsrii apelor de primvar. Duritatea apelor subterane variaz puin.

Duritatea apelor potabile influeneaz i asupra sntii umane. Este constatat dependena invers dintre duritatea apelor i patologiile sistemului cardiovascular: cu ct duritatea apei potabile este mai redus, cu att mai puternic omul este supus pericolului mbolnvirii. Exist date ce denot fenomenul predispunerii organismului uman la bolile de rinichi. Consumul apei cu duritatea mai nalt de 15 mg-ech/l poate provoca asemenea maladii ca osteoartroza i osteoparezele. Apa moale, la fel ca i apa dur, are o influen negativ asupra circuitului de substane minerale n organism i contribuie la depunerea srurilor. Apa moale cu o duritate mai mic de 1,5 mg-ech/l contribuie la mbolnviri din cauz c aceasta dizolv uor aa metale grele cu proprieti toxice cum sunt: cadmiul, cobaltul, cuprul, nichelul, cromul, manganul.

Savanii consider c pentru activitatea vital normal a organismului uman duritatea apelor potabile trebuie s fie cuprins n limitele 1,5 7,0 mg-ech/l. Un calcul simplu demonstreaz c la o duritate de 1 mg-ech/l apa conine 20 mg/l calciu i 12,16 mg/l magneziu.

Apa foarte dur sau execiv de moale este inutilizabil nu numai pentru potabilizare, dar i pentru deservire tehnic. Spinul n apa dur nu face spum, transform splatul rufelor ntr-o procedur dificil i ndelungat, ngreuneaz fierberea legumelor, conduce la apariia calcarului pe vase i n sistemele de apeducte. Un strat orict de mic de calcar, depus la fierbere, conduce la pierderi mari de cldur i la un consumul suplimentar de combustibil. Particulele mici de calcar snt nu numai impuriti mecanice, dar devin i componeni activi ai apelor naturale. Ele deterioreaz garniturile, contribuind la defectarea aparatelor de uz casnic. Potrivit statisticii savanilor americani, la o grosime de 1,5 mm de calcar conductibilitatea termic scade cu 15%, la o grosime de 7 mm conductibilitatea scade cu 40%, iar la o grosime de 10 mm schimbul de cldur se reduce cu 50%.

Apa moale contribuie la coroziunea apeductelor din cauza solubilitii pariale a materialelor din care snt construite utilajele.

Metodele de dedurizare a apei se bazeaz pe precipitarea srurilor insolubile de calciu i magneziu prin metode termice i chimice i utilizarea schimbtorilor de ioni.

Metodele de determinare a duritii

Duritatea total de obicei se determin prin titrare complexometric. n dependen de indicatorul folosit poate fi determinat duritatea total cu cromogen negru drept indicator, eriocrom negru sau succesiv duritatea de calciu (cu ajutorul murexidului) i de magneziu (cu eriocrom negru T), sau diferena lor.

Pentru determinarea duritii totale proba de ap se titreaz cu soluie de complexon III n mediul bazic n prezena de negru de eriocrom T drept indicator. Complexonul III este sarea disodic a acidului etile-diamino-tetraacetic (EDTA). n timpul determinrilor se menine pH=10 cu ajutorul soluiei tampon.

Modul de lucru

se introduce 50 ml de ap de analizat ntr-un balon conic; se adaug 5 ml soluie tampon; se adaug cteva cristale de indicator (negru de eriocrom T); soluia se agit i se titreaz cu complexonul III (0,05N) pn cnd culoarea soluiei trece de la rou la albastru. Titrarea se efectuieaz ncet, mai ales la etapa final.Calcule Duritatea total (Htot) n mg-ech/l se poate calcula folosind relaia:

Htot=(N*n*1000)/V, undeN este normalitatea soluiei de complexon III;

n este volumul soluiei de compexon III (ml);

V este volumul probei de analizat (ml).

n concluzie se noteaz duritatea determinat i se apreciaz calitatea probei de ap dup acest indice.

2.4. Determinarea coninutului ionilor de calciu i magneziu

n apele rurilor coninutul de Ca2+ rareori depete valorile de 1 g/l, pe cnd n apele subterane poate atinge valori de zeci de grame ntr-un litru. Coninutul de Ca2+ ajunge uneori n ruri la 600 mg/l, dar n ape foarte srate poate atinge 75000 mg/l. El nu afecteaz sntatea dar prin duritatea crescut poate afecta conductele, splatul, poate afecta gustul alimentelor de exemplu ceaiul, cafeaua etc.

Coninutul ionilor de calciu n apele de suprafa reprezint variaii sezoniere. n perioadele cnd mineralizarea apelor scade, coninutul de calciu n ap crete datorit levigrii srurilor solubile de calciu din stratul superficial al solurilor.

Concentraia limit admisibil a ionilor de calciu pentru apele potabile este de 180mg/l.

Calciu este strict necesar organismului uman si se contine in singe, muschi, oasele. Cea mai mare cantitate de calciu o contin oasele omului. Cantitatea zilnica de calciu necesara unui om matur este de 0,6-0,8 g. Cantitatea insuficienta de calciu in organism deregleaza procesele de coagulare a singelui, agraveaza rahitismul, provoaca schimbari in sistemul cardiovascular. In cazul cantitatilor mari de calciu in organism se micsoreaza permeabilitatea celulara si ca rezultat poate aparea hipotonia, iar atunci cind cantitatea de calciu este foarte mica, permeabilitatea celulelor devine foarte mare, fapt ce provoaca hipertensiunea.

Magneziu dup proprietile sale este asemntor cu ionii de calciu, clarcul lui este destul de mare, dar el nu particip aa de activ ca calciu n procese biologice. De aceea, coninutul ionuilor de magneziu n apele naturale este mai mic n comparaie cu ionii de calciu. Concentraia ionilor de magneziu ajunge uneori n unele ruri la mai multe sute mg/l, n apa mrii sunt peste 1000 mg/l, n ape foarte srate poate atinge 57000 mg/l.

Concentraia limit admisibil a ionilor de magneziu n apele potabile este de 40 mg/l. Magneziu se contine in fiecare celula a corpului uman. In timp de 24 de ore omul are nevoie de 500 mg de magneziu. In cazurile deficitului de magneziu in organism creste riscul de morbiditate brusca a pruncilor si a crizelor hipertonice. Cantitatea sporita de magneziu in organism are o influenta negativa asupra sistemului nervos.

Calciul i magneziul se combin cu bicarbonatul, carbonatul, sulfatul i silicea i se depun ca "piatr" aderent n boilere, calorifere i altele. n plus, ionii de calciu i magneziu se combin cu acizii grai din spunuri i reduc puterea de splare ale acestora, fiind necesare cantiti mult mai mari de spun pentru a face spum i a spla. PARTEA PRACTIC

Metoda de determinare a ionilor de Ca2+ este cea titrimetric cu complexon III. Metoda poate fi utilizat la analiza apelor n care concenrtaia ionilor de calciu depete 0,5 mgCa2+/l.

Determinarea duritii, ionilor de calciu i de magneziu sunt strns legate ntre ele deoarece duritatea reprezint suma ionilor de calciu i magneziu. Dup determinarea duritii, se determin coninutul ionilor de calciu.

Coninutul ionilor de magneziu poate s nu fie determinat experimental ci calculat ca diferen ntre duritate i coninutul ionilor de calciu.

Principiul metodei Metoda se bazeaz pe capacitatea ionilor de calciu de a forma cu complexon III n mediul bazic (pH 12-13) un compus stabil de tipul :

Na2H2 R + Ca2+ = Na2CaR + 2H+

Determinarea se efectueaz n mediul puternic alcalin pentru a evita influena ionilor de magneziu. La titrarea cu complexonul (III) se folosete murexidul drept indicator, care i schimb culoarea de la roz (la nceputul titrrii, atunci cnd ionii de calciu sunt legai cu murexidul i nu sunt legai n compus cu complexonul III) la violet (atunci cnd toi ionii de calciu au intrat n componena compusului cu complexonul III i indicatorul se afl n forma liber).

La determinare se realizeaz urmtoarele reacii chimice:

Ca2+ + Ind2- CaHInd.

roz

CaHInd. + Na2H2R pH 12-13 CaH2R + Na2HInd. roz violetReagenii necesari:- soluie de NaOH de 2N- murexidul- soluia de complexon III (0,05 N) Modul de lucru Msurai cu pipeta 50 ml de ap de analizat. Adugai 2 ml soluie NaOH 2 N. Introducei n soluie murexid pe vrful patelului. Adugai aceiai cantitate de murexid la 50 ml ap distilat (proba martor) pentru comparaia coloraiei indicatorului. Titrai proba de analizat cu complexon III (0,05 N). Titrarea se efectueaz imediat dup adugarea murexidului pentru a mpiedica depunerea precipitatului CaCO3; titrarea se efectuiaz ncet, pictur cu pictur, agitnd soluia i comparnd mereu cu coloraia probei martor. Titrarea se consider terminat la schimbarea culorii de la roz la violet.

Calcule

a) coninutul ionilor de calciu n form echivalent (n mg-ech/l) se calculeaz dup relaie:

unde: Vt volumul complexonului III, ce s-a consumat la titrare, ml;

Vproba 50 ( volumul probei de ap de analizat, ml);

0,05 concentraia complexonului III.

b) coninutul ionilor de calciu n form masic ( n mgCa2+ /l ) se calculeaz dup relaie:

unde: Y coninutul ionilor de calciu, n mgCa2+/l;

X coninutul ionilor de calciu, exprimat n form echivalent

(mg-echCa2+/l);

20,04 echivalentul ionilor de calciu.

Calcularea coninutului de Mg2+ n proba analizat

a) Determinarea ionilor de magneziu n proba analizat n forma echivalent se efectueaz prin calcularea diferenei dintre duritatea total (Dtot.) i coninutul ionilor de Ca2+, exprimat n form echivalent:

unde: N coninutul ionilor de Mg2+, mg-ech/l;

Dtot. duritatea total, mg-ech/l;

X coninutul ionilor de Ca2+, mg-ech/l.

b) Prezentarea coninutului ionilor de Mg2+ n form masic se realizeaz prin aplicarea relaiei:

unde: P coninutul ionilor de Mg2+, mg/l;

12,16 echivalentul Mg2+.

2.5. Determinarea clorurilor

n apele dulci de suprafa coninutul ionilor de Cl- variaz ntre miligrame i mii de miligrame ntr-un litru. n apele subterane, mri i oceane coninutul clorurilor este mult mai avansat i deseori contribuie la formarea saramurilor i chiar soluiilor suprasaturate.

Clorurile se ntlnesc n apele naturale n concentraii de obicei sub 10mg/l n regiuni nearide, n schimb n apa mrii coninutul lor depete 19300 mg/l i n unele ape foarte srate chiar 200 000 mg/l. Apele rurilor din Republica Moldova se caracterizeaz prin coninut variat al ionilor de Cl- - de la 25 mg/l pn la 650 mg/l. n apele Nistrului i Prutului coninutul clorurilor variaz ntre 25 mgl i 85 mg/l. n rurile mici coninutul de cloruri este mult mai avansat i se ntlnete n cantiti de 35-650 mg/l. Cea mai mare cantitate de cloruri se gsete n apele rurile de step ale Bugeacului.

Coninutul clorurilor i variaiile ale acestuia pot servi drept surs de informaie despre poluarea apelor cu reziduuri industriale, comunale i gospodreti.

Prezena clorurilor n apele subterane ajut la descoperirea zcmintelor de iei, ale gazelor naturale i ale minereurilor.

La concentraii clorurilor peste 100 mg/l gustul apei este srat. n multe industrii concentraia de cloruri peste 100 mg/l este inacceptabil. Apa cu exces de cloruri nu este adecvat nici pentru consumul uman, putnd avea efecte nocive asupra sntii.

Concentraia limit admisibil a clorurilor n apele potabile este reglementat de 350 mg/l.PARTEA PRACTIC

Metoda de determinare

Metoda de determinare se bazeaz pe precipitarea tetrimetric a clorurilor cu nitratul de argint n mediul neutru sau slab bazic n prezena soluiei de cromatul de potasiu n calitate de indicator.

Dup precipitare, exces ionilor de Ag+ formeaz precipitatul Ag2CrO4 de culoare roie - portocalie. Schematic, chimismul procesului poate fi redat cu ajutorul schemei urmtoare:

Reagenii necesari:

apa distilat, soluia nitratului de argint 0,1N (0,02N),

soluia de cromat de potasiu 5%,

Modul de lucru:

Se stabilete pH-ul soluiei. Probele bazice se neutralizeaz n prezena fenolftaleinei, adugnd un exces foarte de mic de acid pentru ca soluia s rmn incolor dup neutralizare. Dac pH-ul souiei este 7-9 probele se analizeaz fr pregtire suplimentar. Se iau ntr-un balon conic 5 ml de prob de analizat. Se aduce volumul probei la 50 ml cu ap dublu distilat. Se adaug 3 picturi soluie de cromat de potasiu. Se pregtete proba martor: 50 ml ap dublu distilat, 3 picturi cromat de potasiu. Se titreaz proba de analizat (agitnd mereu soluia) cu soluie AgNO3 0,02N pn la schimbarea culorii de la galben la rou-portocaliu. n acelai mod se titreaz proba martor.

Calcule

a) coninutul ionilor Cl- n mg ech/l se determin cu ajutorul relaiei:X = (10a - b)0,021000/V, mg-ech Cl-/l,

unde:

a volumul soluiei de AgNO3 consumat la titrarea probei de analizat;b volumul soluiei de AgNO3 consumat la titrarea probei martor;

0,02 concentraia soluiei de AgNO3;V volumul probei de analizat (50ml).

b) coninutul ionilor Cl- n mg ech/l se determin cu ajutorul relaiei:

,

unde:

35,45 echivalentul ionului Cl-.2.6. Determinarea nitrailorNitraii constituie stadiul final de oxidare a azotului organic. Azotul din nitrai, la fel ca i cel din nitrii sau amoniac, constituie un element nutritiv pentru plante i, alturi de fosfor, este folosit la cultura intensiv n agricultur. Prezena nitrailor n apele naturale se poate explica prin contactul apei cu solul bazinului hidrografic.

Patrunderea in organism a cantitatilor sporite de nitrati provoaca transformarea unor cantitati de hemoglobina in methemoglobina. Methemoglobina nu poate lega si transforma oxigenul in tesuturi, producind hipoxie. Concentratia methemoglobinei in singe depinde de continutul de nitrati in organism. Afectiunea se manifesta mai ales la copiii mici. Sunt cunoscute cazuri de intoxicatie a copiilor care au consumat produse ce contineau cantitati mari de nitrati. Pericolul nitratilor in organism consta si in faptul ca ele in rezultatul diferitor modificari se transforma in nitrozoamine, ce poseda proprietati cancerigene. Concentratia maxima admisibila a nitratilor in apele potabile - 45,0 mg/l. 2.7. Determinarea fluorurilor Fluorurile patrund in organismul uman numai impreuna cu apa. Ele intra in componenta emailui dentar. Lipsa sau deficitul fluorului in apa determina aparitia cariei dentare, iar excesul lui provoaca fluoroza. Daca cantitatea de fluor in apa este de 3,0 -6,0mg/l, atunci de fluoroza este afectat intregul sistemul osos. Omul are nevoie de 2 mg de fluor pe zi. Concentratiile admisibile de fluor in apele potabile sunt cuprinse in intervalul 0,75 - 1,5 mg/l. Tabelul comparativ de concentraiile srurilor ce contribuie la apariia gustului specific a apei Sarea Concentraia, mg/l

Gustul care se percepe foarte slabGustul care se percepe puternic i face ca apa s fie respins de consumtor

NaCl150500-srat

MgCl2100400-amar

MgSO4200500-amar

CaSO470150-astringent

KCl350700-amar

FeSO41,55,0-feruginos

MnCl22,04,0-de balt

FeCl20,30,5-de balt

2.8. Determinarea oxigenului dizolvat i gradului de saturaie

Oxigenul este un gaz solubil i se afl dizolvat n ap sub form de molecule O2, prezena oxigenului n ap condiionnd existena marii majoriti a organismelor acvatice. Toate apele care se afl n contact cu aerul atmosferic conin oxigen dizolvat n timp ce apele subterane conin foarte puin oxigen. Solubilitatea oxigenului n ap depinde de presiunea atmosferic, temperatura aerului, temperatura i salinitatea apei.

Coninutul n oxigen al apei rurilor este rezultatul urmtoarelor aciuni antagoniste:

- reabsorbia oxigenului din atmosfer la suprafaa apei prin difuzie lent sau prin contact energic, interfaa apa-aer prezintnd o importan deosebit n acest sens. Acest transfer este serios perturbat de prezena poluanilor cum ar fi detergenii i hidrocarburile;

- fotosinteza, care poate asigura o important realimentare cu oxigen a apei, ajungndu-se la valori care pot depi saturaia;

- consumul biochimic de oxigen pentru biodegradarea materiilor organice poluante.

Din indicatori ai regimului de oxigen dizolvat n ap fac parte oxigenul dizolvat (OD), gradul de saturaiei a apelor n oxigen dizolvat (%),consumul biochimic de oxigen (CBO)

Oxigenul dizolvat (OD) este unul dintre cei mai importani parametri de calitate al apei din ruri i lacuri este coninutul de oxigen dizolvat, deoarece oxigenul are o importan vital pentru ecosistemele acvatice. Astfel, coninutul de oxigen din apele naturale trebuie s fie de cel puin 4 mg/l, n timp ce n lacuri, n special n cele n care funcioneaz cresctorii de pete, coninutul de oxigen dizolvat trebuie s fie de 8 15 mg/l. Determinarea oxigenului dizolvat este inclus n programele de supraveghere a calitii apelor naturale n scopul aprecierii condiiilor vitale ale hidrobionilor, inclusiv a petilor, a caracteristicilor indirecte ale calitii apelor, a gradului de intensitate a proceselor de generare i distrucie a substanelor organice, a autoepurrii bazinelor acvatice etc.

Concentraia oxigenului dizolvat se exprim n mgO2/l sau prin gradul de saturaie a apei cu oxigen. Gradul de saturaie reprezint raportul dintre cantitatea de oxigen gsit n proba de ap analizat i cantitatea de oxigen dizolvat n ap n condiii de saturaie. El are mare importan n caracterizarea unei ape; cu ct gradul de saturaie este mai mic cu att nivelul polurii apei este mai crescut i pericolul pentru sntatea consumatorilor, mai ridicat.

Gradul de saturaie (G.S.) se determin cu ajutorul relaiei:

unde: CO2real concentraia oxigenului, determinat n rezultatul analizei, n mg/l;

CO2 echilibru concentraia de saturaie la temperatura determinrii i presiunii atmosferice de 760 mm.c.m.;

P presiunea atmosferic n timpul determinrii, mm.c.m.

De regul, pentru apele nepoluate n stare normal parametrul G.S. variaz ntre 97 105% n stratul de suprafa i se micoreaz cu adncime.Coninutul de oxigen dizolvat i gradul de saturaie n oxigen n rezervoarele acvatice cu diferit grad de poluare

Nivelul de poluare a apelor i classa de calitate a apelorOxigenul dizolvat

vara, mg/dm3iarna, mg/dm3% de saturaie

Foarte curate, I9141395

Curate, II8121180

Puin poluate, III7610970

Poluate, IV545460

Foarte poluate, V325130

Foarte tare poluate, VI000

Consumul biochimic de oxigen (CBO) reprezint cantitatea de oxigen dizolvat, n mg/l, necesar pentru oxidarea substanelor organice din ape, cu ajutorul bacteriilor. Mineralizarea biologic a substanelor organice este un proces complex, care n apele bogate n oxigen se produce n dou trepte. n prima treapt se oxideaz n special carbonul din substratul organic (faza de carbon ), iar n a doua faz se oxideaz azotul (faza de nitrificare). Din determinrile de laborator s-a tras concluzia c este suficient s se determine consumul de oxigen dup cinci zile de incubare a probelor (CBO5). PARTEA PRACTICMetode de determinare a oxigenului dizolvat

Pentru determinarea oxigenului au fost propuse diferite metode: volumetrice (iodometrice), calorimetrice, electrochimice, radiometrice, cromatografice etc. Cea mai utilizat metod pentru determinarea coninutului de oxigen n apele de suprafa este o variant a metodei iodometrice (Metoda Winckler). Metoda este destinat analizelor apelor incolore, n care coninutul de oxigen depete 0,05 mg/l.

Principiul metodei

Metoda se bazeaz pe pe fixarea oxigenului pe o substant usor oxidabil i apoi determinarea direct sau indirect a cantitii de substan oxidat. Astfel, metoda Levy presupune adugarea la proba de analizat, a unei cantiti cunoscute de sare feroas n mediu alcalin i apoi tratarea excesului de ioni Fe(II) cu permanganat de potasiu, n mediu acid.

Mai interesant i mult mai utilizat este metoda Winckler. Metoda Winckler const n fixarea oxigenului dizolvat pe hidroxid manganos (Mn(OH)2), precipitat n prealabil prin reacia dintre MnCl2, sau MnSO4 i ionii OH- adugai n proba de ap.

Oxigenul dizolvat n ap oxideaz hidroxidul manganos la hidroxid manganic, care n mediul acid scoate iodul din iodura de potasiu n cantitate echivalent cu oxigenul dizolvat n ap i care se titreaz cu tiosulfat de sodiu n prezena soluiei de amidon.

Chimismul procesului poate fi redat prin reaciile ce urmeaz:

(precipitat alb)

(precipitat brun)

(soluie galben)

(n prezena amidonului culoarea albastr,iar la titrare culoarea dispare)Reagenii necesari:- sulfat manganos (MnSO46H2O) 50 % sau clorur manganoas 40%.- soluie alcalin de iodur; - amidon soluie 0,5%;- acid sulfuric (clorhidric) diluat cu ap distilat 1:3.

- Tiosulfat de sodiu 0,02 N

La determinarea oxigenului dizolvat, apa se recolteaz n sticle separate i cu mult grij ca s nu se aereze n timpul manipulrilor. Pentru aceasta recipientul se cltete de 2-3 ori i se umple cu ap de analizat. Tubul de cauciuc al sifonului trebuie s ajung la fundul vasului. Colectarea probei continu chiar i dup umplerea vasului, excesul de ap constituind cca 100ml pentru a substitui apa ce a fost n contact cu oxigenul din recipient. Tubul de cauciuc se scoate n timpul supraumplerii vasului. Recipientul trebuie s fie umplut pn la vrf iar pe pereii lui s nu fie bule de oxigen.Modul de lucru:

Dup umplerea recipientului cu prob de ap n el imediat se introduc cu atenie 1 ml soluie de sulfat sau clorur manganoas i 1 ml soluie alcalin de iodur de potasiu. La adugarea soluiilor se folosesc pipete diferite! Adugarea soluiilor se face, plasnd recipient ntr-un vas, deoarece pe msura adugrii soluiilor, o cantitate oarecare de ap va fi eliminat din el. De fiecare dat pipeta se introduce pn la jumtate de volum a recipientului i pe msura adugrii soluiilor corespunztoare, pipeta se scoate din flacon. n acest caz, flaconul rmne permanent plin. Dup adugarea soluiilor imediat recipientul se astup cu un dop i se agit energic coninutul flaconului. n prezena oxigenului se formeaz un precipitat brun - rocat, iar n absena acestuia precipitatul rmne alb. Recipientul poate fi lsat pentru depunerea complet a precipitatului nu mai puin de 40 min i nu mai mult de 24 ore. Dup sedimentarea complet a precipitatului (40 min 24 ore) n recipient atent se introduc 5 ml soluie H2SO4 (HCl) 1:3. Pipeta cu soluia de acid se introduce pn la sediment i apoi, pe parcursul adugrii, se ridic ncet. Recipientul se nchide cu dopul i coninutul se amestec bine pn ce precipitatul se dizolv complet. Se transvazeaz 50 ml coninut ntr-un flacon Erlenmayer i se titreaz cu o soluie de tiosulfat 0,02N pn la obinerea coloraiei galben. Apoi se adaug 1-2 ml soluie amidon i se obine o coloraie albastr. Se continu titrarea pn la decolorarea complet a culorii albastre a amidonului. Calcule

a) Determinarea coninutului de oxigen dizolvat

Coninutul de oxigen dizolvat se calculeaz cu ajutorul relaiei:

mgO2/l,

unde: N concentraia soluiei de tiosulfat de sodiu (0,02N);

n volumul soluiei de tiosulfat consumat la titrarea probei, ml;

V volumul probei, luat pentru titrare (50 ml);

8 masa molar a echivalentului de oxigen, ce corespunde unui ml soluie 1N de tiosulfat.

b) Calcularea gradului de saturaie

Cunoscnd cantitatea de oxigen dizolvat n ap, determinat mai sus i cantitatea de oxigen n condiii de saturaie dup tabelul Winckler, poate fi determinat gradul de saturaie cu oxigen a probei de ape analizate cu ajutorul relaiei:

unde: CO2real concentraia oxigenului, determinat n rezultatul analizei, n mg/l;

CO2 echilibru concentraia de saturaie la temperatura determinrii dup tabelul lui Winckler, mg/l.Tabelul Winckler (concentraia de saturaie a oxigenului dizolvat

la diferite temperaturi, n mg/l)t00,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

-2 15,47 15,43 15,38 15,34 15,30 15,25 15,21 15,17 15,13 15,08

-1 15,04 15,00 14,96 14,92 14,88 14,84 14,80 14,78 14,74 14,68

0 14,64 14,60 14,56 14,52 14,48 14,44 14,40 14,36 14,32 14,26

1 14,24 14,20 14,16 14,12 14,08 14,04 14,10 13,97 13,93 13,89

2 13,85 13,81 13,78 13,74 13,71 13,67 13,68 13,68 13,56 13,53

3 13,49 13,49 13,42 13,38 13,35 13,31 13,28 13,24 13,21 13,17

4 13,14 13,11 13,07 13,04 13,01 12,94 12,95 12,91 12,88 12,84

5 12,81 12,78 12,74 12,71 12,68 12,64 12,61 12,58 12,55 12,51

6 12,48 12,45 12,42 12,39 12,36 12,33 12,30 12,24 12,24 12,21

7 12,18 12,15 12,12 12,09 12,06 12,03 12,01 11,98 11,95 11,92

8 11,89 11,86 11,84 11,81 11,78 11,75 11,73 11,70 11,67 11,65

9 11,62 11,59 11,57 11,54 11,78 11,48 11,46 11,43 11,40 11,38

10 11,35 11,32 11,30 11,27 11,51 11,22 11,20 11,17 11,15 11,12

11 11,10 11,08 11,05 11,03 11,25 10,98 10,96 10,93 10,91 10,88

12 10,86 10,84 10,81 10,79 11,00 10,74 10,72 10,69 10,67 10,65

13 10,62 10,60 10,57 10,55 10,76 10,50 10,48 10,46 10,44 10,41

14 10,39 10,37 10,35 10,33 10,53 10,28 10,26 10,24 10,22 10,20

15 10,18 10,16 10,14 10,12 10,31 10,07 10,05 10,03 10,01 9,99

16 9,97 9,99 9,93 9,91 9,89 9,87 9,84 9,82 9,80 9,97

17 9,76 9,74 9,72 9,70 9,68 9,66 9,64 9,62 9,60 9,58

18 9,56 9,54 9,52 9,50 9,48 9,46 9,46 9,43 9,41 9,39

19 9,37 9,35 9,33 9,32 9,30 9,28 9,26 9,23 9,23 9,21

20 9,19 9,17 9,16 9,14 9,12 9,10 9,09 9,07 9,05 9,04

21 9,02 9,00 8,99 8,97 8,95 8,93 8,92 8,90 8,80 8,97

22 8,85 8,83 8,82 8,80 8,78 8,76 8,75 8,73 8,71 8,70

23 8,68 8,66 8,65 8,63 8,62 8,60 8,58 8,57 8,55 8,54

24 8,52 8,50 8,48 8,47 8,46 8,44 8,43 8,41 8,40 8,38

25 8,37 8,35 8,34 8,32 8,31 8,29 8,28 8,26 8,25 8,23

26 8,22 8,21 8,19 8,18 8,16 8,15 8,14 8,12 8,11 8,09

27 8,08 8,07 8,05 8,04 8,02 8,01 8,00 7,98 7,97 7,95

28 7,94 7,93 7,90 7,88 7,88 7,84 7,86 7,84 7,83 7,81

297,807,797,767,757,737,727,717,717,707,68

307,67

1

_1223204046.unknown

_1223206165.unknown

_1228214961.unknown

_1228884225.unknown

_1228887333.unknown

_1228800709.unknown

_1228210361.unknown

_1223205786.unknown

_1131999513.unknown

_1132035352.unknown

_1223203715.unknown

_1131999726.unknown

_1131999387.unknown