INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
	CHEMIA SANITARNA
II ROK INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA DZIENNE GRUPA 27 B	25.03.2013
TEMAT 5 Żelazo ogólne i mangan. AUTORZY OPRACOWANIA: Piotr Waśkowicz

I CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Żelazo.

Związki żelaza występujące w wodach mogą pochodzić z gruntu, w którym żelazo rozpowszechnione jest w postaci pirytu (FeS₂) lub chalkopirytu (CuFeS₂), z korozji rurociągów oraz zanieczyszczeń ściekami przemysłowymi. Przejście żelaza do wód naturalnych zachodzi pod wpływem utleniania siarczków w czasie wietrzenia skał.

W wodach podziemnych żelazo znajduje się najczęściej w postaci wodorowęglanu żelaza. W wodach powierzchniowych lub bagiennych żelazo może występować w postaci humusów lub fosforanów. Poza tym, zależnie od składu wód naturalnych i warunków tlenowych czy beztlenowych, żelazo w wodach naturalnych może występować w postaci związków dwu- i trójwartościowych. Obecność w wodzie jonów Fe²⁺ stwarza sprzyjające warunki do rozwoju bakterii żelazistych, których obecność może doprowadzić do zarastania przewodów wodociągowych.

Znaczna ilość żelaza wpływa na mętność i smak wody, dlatego wymagane jest aby woda pitna i przeznaczona na potrzeby gospodarcze zawierała mniej niż 200 μg/dm³ Fe.

Mangan.

W wodach naturalnych mangan występuje zazwyczaj z żelazem, przedostaje się on do wody w podobny sposób, z gruntu, resztek roślinnych i ze ścieków przemysłowych. Mangan w wodach naturalnych (podziemnych) występuje przede wszystkim w postaci MnSO₄, a wodach powierzchniowych również w postaci humusów i rzadziej fosforanów. Zawartość manganu w wodach naturalnych wynosi 0,1 – 0,3 mg/dm³ Mn i rzadko przekracza 1 mg/dm³ Mn. Stosunek stężeń manganu do zawartości żelaza w wodach naturalnych wynosi od 1:5 do 1:10.

Zawartości manganu spotykane w wodach naturalnych nie są szkodliwe, ale podobnie jak żelazo w postaci Fe²⁺ mangan sprzyja rozwojowi bakterii żelazistych i manganowych co w rezultacie może zmienić smak i zapach badanej wody oraz może powodować zatykanie urządzeń wodociągowych. Przyjęto że dopuszczalną ilością manganu w wodach pitnych i gospodarczych jest 50 μg/dm³ Mn.

II CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA 

Oznaczanie żelaza.

Do cylindra Nesslera odmierzono 100 cm³ wody i dodano 10 cm³ HCl oraz parę kropli roztworu KMnO₄ do trwałego różowego zabarwienia i wymieszano. Po upływie 5 minut dodano 5 cm³ roztworu rodanku potasowego. Następnie zmierzono ekstynkcję za pomocą fotokolorymetru ustawionego na długość fali 480 nm, która wynosiła 0,148.

Krzywą wzorcową wyznacza się tą samą metodą dla 9 próbek zawierających odpowiednią ilość podstawowego roztworu wzorcowego żelaza, które odpowiadają danej ilości żelaza w próbce.

Lp.	Ilosc dodanego roztworu [cm3]	Stezenie Fe [mg/100cm3]	Stezenie Fe [mg/dm3]	Ekstynkcja
1	0	0	0	0
2	0,5	0,05	0,5	0,041
3	1,0	0,1	1,0	0,058
4	1,5	0,15	1,5	0,087
5	2,0	0,2	2,0	0,123
6	2,5	0,25	2,5	0,147
7	3,0	0,3	3,0	0,177
8	4,0	0,4	4,0	0,225
9	5,0	0,5	5,0	0,291

Dla ekstynkcji 0,148 z krzywej wzorcowej odczytano zawartość żelaza w badanej wodzie, która wynosi 2,48 mg/dm³.

Oznaczanie manganu.

Do kolby stożkowej odmierzono 100 cm³ badanej wody i dodano 5 cm³ odczynnika srebrowo-rtęciowego i przez odparowanie doprowadzono do objętości ok. 90 cm³. Roztwór ogrzano do wrzenia i dodano 5mm³ nadsiarczanu amonu . Wrzenie utrzymywano przez 4 minuty?, po czym roztwór ostudzono strumieniem zimnej wody. Ostudzony roztwór przelano do cylindra Nesslera o pojemności 100 cm³ i uzupełniono wodą destylowaną do 100 cm³. Następnie zmierzono zawartość manganu w wodzie, która wyniosła 1,153 mg/dm³.

III WNIOSKI

Ilość żelaza zawartego w wodzie znacznie przekracza dopuszczalny próg 200 μg/dm³ Fe, co może wpływać na mętność i smak wody.

Ilość manganu zawartego w wodzie znacznie przekracza dopuszczalny próg 50 μg/dm³ Mn, co może wpływać na mętność i smak wody.

literatura:

1. B. Gomółka, E. Gomółka Ćwiczenia laboratoryjne z chemii wody, Wrocław 1992

2. Rozporządzenie ministra zdrowia z dnia 20 kwietnia 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.