1

O

ZNACZANIE AZOTU AZOTANOWEGO METODĄ

KOLORYMETRYCZNĄ

WPROWADZENIE

Wody rzeczne zawierają różnorodne składniki rozpuszczone i zawieszone.

Wpływ na różnorodność przestrzenną składu rzek ma wiele czynników. Substancje

chemiczne do rzek dostarczane są wraz z opadami jak i zrzutami wód

zanieczyszczonych w wyniku działalności antropogenicznej. Ponadto wpływ na skład

wody mają również procesy biologiczne, chemiczne i fizyczne np. parowanie. Jednak

najważniejszym źródłem związków chemicznych jest rozpuszczanie skał podłoża.

Właśnie ten proces oraz geologiczny charakter podłoża determinuje lokalny chemizm

wód rzecznych. Substancje transportowane w wodzie rzecznej można podzielić na

następujące grupy:

- zawieszona materia nieorganiczna

- rozpuszczone jony główne

- rozpuszczone substancje biogenne

- zawieszona i rozpuszczona materia organiczna

- gazy

- metale śladowe.

Całkowita ilość stałych substancji rozpuszczonych, zawartych w słodkiej wodzie

jest sumą stężeń rozpuszczonych jonów głównych, a średnia wartość wynosi około 1000

mg/L. Jednak w zależności od dopływu składników naturalnych i antropogenicznych

wartość ta, jak i stężenia poszczególnych składników zmieniają się znacznie w różnych

miejscach. Stężenia pierwiastków, szczególnie pierwiastków biogennych podlegają

również zmienności sezonowej.

Pierwiastki biogenne to dowolne substancje nieorganiczne konieczne od życia.

Wśród nich wyróżnia się makropierwiastki biogenne, czyli: węgiel, azot, fosfor i krzem,

2

które to są wykorzystywane przez organizmy najintensywniej. Pierwiastki biogenne

występują w wodach rzek w różnych formach chemicznych. Azot na przykład obecny

jest w postaci rozpuszczonego azotu organicznego (mocznik, aminokwasy),

rozpuszczonego azotu nieorganicznego –RAN- (NH

4

+

, NO

3

-

, NO

2

-

) oraz w formie gazowej

(N

2

, N

2

O). Źródłami różnych form azotu są dyfuzja atmosferyczna, spływ

powierzchniowy i antropogenne zasilanie ze ściekami i nawozami. Naturalne stężenie

RAN w wodach rzek jest niskie, w porównaniu z rzekami poddanym działalności

człowieka i wynosi około 0,12 mg/L, przy czym główną formą azotu są azotany(V). W

skali globalnej ilość całkowitego rozpuszczonego azotu podwoiła się, a na obszarach

Europy Zachodniej czy Ameryki Północnej wzrosła nawet 10-50-krotnie. Najwyższe

stężenie notowane są w najniższych odcinkach biegu rzek w związku z działalnością

człowieka. Antropogeniczny wzrost dopływu związków azotu obejmuje intensyfikację

nawożenia w rolnictwie i wzrost erozji zlewni. Wzrost dopływu azotu wiąże się także z

wzrastającą emisją tlenków azotu do atmosfery i znaczną ich zawartością w opadach

atmosferycznych.

Celem ćwiczenia jest oznaczenie w wodzie azotu azotanowego metodą

kolorymetryczną z salicylanem sodowym

Sprzęt laboratoryjny i aparatura pomiarowa:

Cylindry Nessler, 50 mL, spektrofotometr SPECOL, kuwety, kolby miarowe, 100 mL,

1L, parownica, pipety, 1, 5, 10 mL, bagietki,

Odczynniki:

1. Alkaliczny roztwór winianu sodowo-potasowego:

a) rozpuszczamy 400 g wodorotlenku sodu w ok. 500 mL wody destylowanej

b) rozpuszczamy 60 g winianu sodowo-potasowego NaK(C

4

H

4

O

6

)

.

4H

2

O w ok. 200 mL

wody destylowanej, następnie mieszamy oba roztwory (tj. a i b) w kolbie miarowej o poj.

1 L i uzupełniamy wodą destylowaną do kreski.

2. Kwas siarkowy (1,84)

3. Salicylan sodu (C

7

H

5

O

3

Na), roztwór 0,5-procentowy (przygotować ok. 50 mL)

4. Wodorotlenek sodu, roztwór 0,5-procentowy (przygotować ok. 100 mL)

3

5. Roztwór wzorcowy podstawowy azotanów(V): 0,1 mg/mL. Rozpuszczamy

w wodzie destylowanej 0,7216 g azotanu(V) potasu (KNO

3

) uprzednio wysuszonego do

stałej masy w temp. 105°C, po czym rozcieńczamy wodą destylowaną w kolbie miarowej

do obj. 1 L.

6. Roztwór wzorcowy roboczy azotanów(V): 0,01 mg/mL. Do parownicy odmierzyć 10

mL roztworu wzorcowego podstawowego (5), dodać 2-3 krople 0,5% roztworu NaOH i

20 mL roztworu salicylanu sodu. Na wrzącej łaźni wodnej odparować zawartość

parownicy. Do suchej pozostałości dodać 1 mL kwasu siarkowego (kwas rozprowadzić

po ściankach parownicy z widocznym białym osadem). Po ok. 10 min. dodać 30 mL

wody destylowanej, wymieszać i przenieść roztwór ilościowo do kolby miarowej 100

mL, dopełnić wodą do kreski i wymieszać.

SPOSÓB WYKONANIA

Sporządzanie krzywej wzorcowej:

Do sporządzenia krzywej wzorcowej przygotowujemy 10 cylindrów Nesslera o

poj. 50 mL i wprowadzamy do nich odpowiednio: 0,0 (próba zerowa); 0,2; 0,3; 0,5; 0,7;

1,0; 2,0; 3,0; 4,0; i 5,0 mL roztworu wzorcowego roboczego (6). Do każdego wzorca

roboczego dodajemy 7 mL alkalicznego roztworu winianu sodowo-potasowego,

uzupełniamy wodą destylowaną do kreski i mieszamy. Tak przygotowane roztwory

zawierają odpowiednio: 0,00; 0,002; 0,003; 0,004; 0,005; 0,007; 0,01; 0,02; 0,03; 0,04 i

0,05 mg azotu azotanowego. Absorbancję barwnego roztworu mierzymy przy długości

fali λ = 410 nm, stosując roztwór próby zerowej jako odnośnik.

Wykonanie oznaczenia:

Do parownicy odmierzyć 10 mL badanej wody, dodać 2-3 krople 0,5% roztworu NaOH i

1 mL roztworu salicylanu sodu. Na wrzącej łaźni wodnej odparować zawartość

parownicy. Do suchej pozostałości dodać 1 mL kwasu siarkowego (kwas rozprowadzić

po ściankach parownicy z widocznym białym osadem). Po ok. 10 min. dodać 20 mL

wody destylowanej wymieszać i przenieść roztwór ilościowo do cylindra Nesslera.

Następnie do próby dodać 7 mL alkalicznego roztworu winianu sodowo-potasowego i

uzupełnić wodą destylowaną do objętości 50 mL. Absorbancję barwnego roztworu

mierzymy przy długości fali λ = 410 nm, stosując roztwór próby zerowej jako odnośnik.

4

OPRACOWANIE WYNIKÓW

Sporządzić krzywą wzorcową zależności zmierzonej wartości absorbancji barwnego

kompleksu w funkcji stężenia azotanów w mg NO

3

. Podać wynik oznaczenia zawartości

azotu w próbie badanej wody (za wynik oznaczenia przyjąć średnią arytmetyczną

wyników dwóch równoległych oznaczeń, nie różniących się między sobą o więcej niż

20%) . Obliczyć zawartość azotu azotanowego w mg/mL. Zaklasyfikować badaną wodę

do odpowiedniej klasy jakości wód powierzchniowych zgodnie z rozporządzeniem

MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie klasyfikacji dla

prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia

monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód (Dz. U. z dnia

1 marca 2004 r.) według ZAŁĄCZNIKA NR 1 „Wartości graniczne wskaźników jakości

wody w klasach jakości wód powierzchniowych”.

Instrukcja opracowana na podstawie: Polskiej Normy Badanie zawartości związków azotu, PN-82/C-04576/08,

Fizykochemiczne metody analizy w chemii środowiska, red. B. Buszewski, P. Kosobucki, Wyd. UMK, Toruń, 2003 oraz

Ćwiczenia laboratoryjne z chemii wody, B. i E. Gomółkowie, Of. Wyd. Polit. Wrocł., Wrocław 1998.