USUWANIE JONÓW ŻELAZA I MANGANU

Z WODY

26.10.2012 r.

Grupa I

I. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z metodami usuwania jonów żelaza i manganu z wody oraz metodami
oznaczania zawartości tych jonów w wodzie.

II. Wykonanie ćwiczenia

1. Usuwanie żelaza i manganu z wody

a. Pobranie próbki wody surowej - Z butelki zawierającej ok. 5 dm

3

badanej wody

pobrano próbkę o objętości ok 0,5 dm

3

b. Uzdatnianie - Za pomocą papierka uniwersalnego sprawdzono pH wody

przeznaczonej do uzdatniania., używając wodorotlenku sodu doprowadzono pH do
wartości 8. Następnie przez zalkalizowaną wodę przepuszczono powietrze w celu
wytrącenia trudno rozpuszczalnego wodorotlenku żelaza (III).
Reakcja:
4Fe(OH)

2

+ 2H

2

O + O

2

= 4 Fe(OH)

3

↓

c. Kolumna filtracyjna została przygotowana wcześniej

d. Przez kolumnę filtracyjną przepuszczono wodę surową z szybkością - 9,68 m/h

Obliczenia:
masa pustej zlewki: 179,5 g
masa zlewki z wodą: 334,3 g
masa wody: 154,8 g
t= 1 min = 1/60 h
S= 0,00096 m

2

V =

m
d

=

154,8 g

1

g

cm

3

=

154,8cm

3

=

1,548⋅10

−

4

m

3

v =

V

S⋅t

=

1,548⋅10

−

4

m

3

0,00096 m

2

⋅

1

60

h

=

9,675

m

h

2. Oznaczanie stężenie żelaza w wodzie metodą spektrofotometryczną

z 2,2'-bipirydylem

Absorbancję zmierzono przy długości fali λ=510 nm, użyto kuwet o drodze optycznej
wynoszącej 5 cm.
Roztwór roboczy o stężeniu 0,01 mg Fe

2+

/cm

3

przygotowano przez rozcieńczenie

roztworu podstawowego o stężeniu 0,2 mg Fe

2+

/cm

3

.

1

a. Przygotowano skalę wzorców oraz krzywą wzorcową zgodnie z PN-73/C-04586/03

nr kolby

objętość roztworu

roboczego [cm

3

]

masa Fe

2+

[mg]

A

1

0,0

0,00

0,000

2

1,0

0,01

0,091

3

2,0

0,02

0,180

4

5,0

0,05

0,427

5

10,0

0,10

0,876

A = 8,7110 m + 0,0012

m=

A−0,0012

8,7110

[

mg ]

woda

A

m Fe

2+

[mg]

c [mg/dm

3

]

surowa

0,230

0,02627

1,3135

uzdatniona

0,001

-

-

teoretyczna

0,123

0,01398

0,6990

Obliczenie stężenia jonów żelaza (II) w wodzie

c=

m⋅1000

V

[

mg

dm

3

]

m - zawartość żelaza w badanej próbce odczytana z krzywej wzorcowej w mg
V - objętość badanej próbki wzięta do analizy w cm

3

c

surowa

=

0,02627⋅1000

20

[

mg

dm

3

]

=

1,3135

[

mg

dm

3

]

2

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

f(x) = 8,7110x + 0,0012
R² = 0,9997

Zależność absorbancji od masy jonów żelaza (II)

Zależność absorbancji od
masy jonów żelaza
Liniowa (Zależność absorbancji
od masy jonów żelaza)

masa jonów żelaza (II) [mg]

A

b

s

o

rb

a

n

cj

a

[1

]

c

teoretyczna

=

0,01398⋅1000

20

[

mg

dm

3

]

=

0,6990

[

mg

dm

3

]

Uzdatnianie wody przeprowadzono bardzo dokładnie i z bardzo dobrym rezultatem. Według
krzywej wzorcowej masa żelaza zawarta w wodzie uzdatnionej wynosi mniej niż zero, co jest
fizycznie niemożliwe. Przyjęto zatem, że usunięto wszystkie jony żelaza z wody surowej. Norma
zawartości jonów żelaza w wodzie do picia wynosi 0,2 mg/dm

3

zatem ani w przypadku wody

surowej ani teoretycznej nie została ona przekroczona.

3. Oznaczanie stężenia manganu metodą spektrofotometryczną

(według PN-92/C-04590/02)
Absorbancję zmierzono przy długości fali λ=525 nm, użyto kuwet o drodze optycznej
wynoszącej 5 cm.
Roztwór roboczy o stężeniu 0,01 mg Mn

2+

/cm

3

przygotowano przez rozcieńczenie

roztworu podstawowego o stężeniu 0,1 mg Mn

2+

/cm

3

.

a. Przygotowanie skali wzorców i sporządzenie krzywej wzorcowej

nr kolby

objętość roztworu

roboczego [cm

3

]

masa Mn

2+

[mg]

A

1

0,0

0,00

0

2

0,5

0,005

0,012

3

1,0

0,010

0,023

4

2,5

0,025

0,058

5

5,0

0,050

0,117

6

10,0

0,100

0,248

7

25,0

0,250

0,625

8

50,0

0,500

1,131

3

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

f(x) = 2,2944x + 0,0072
R² = 0,9975

Zależność absorbancji od masy jonów manganu (II)

Zależność absorbancji od
masy jonów manganu
Liniowa (Zależność absorbancji
od masy jonów manganu)

masa jonów manganu (II) [mg]

A

b

s

o

rb

a

n

cj

a

[1

]

A = 2,2944 m + 0,0072

m=

A−0,0072

2,2944

[

mg ]

woda

A

m Mg

2+

[mg]

c [mg/dm

3

]

surowa

0,097

0,03914

0,3914

uzdatniona

0,002

-

-

teoretyczna

0,321

0,1368

1,368

Obliczenie stężenia jonów manganu (II) w wodzie

c=

m⋅1000

V

[

mg

dm

3

]

m - zawartość manganu w badanej próbce odczytana z krzywej wzorcowej w mg
V - objętość badanej próbki wzięta do analizy w cm

3

= 100 cm

3

Uzdatnianie wody przeprowadzono bardzo dokładnie i z bardzo dobrym rezultatem. Według
krzywej wzorcowej masa manganu zawarta w wodzie uzdatnionej wynosi mniej niż zero, co jest
fizycznie niemożliwe. Przyjęto zatem, że usunięto wszystkie jony żelaza z wody surowej. Norma
zawartości jonów manganu w wodzie do picia wynosi 0,05 mg/dm

3

zatem woda surowa

i teoretyczna zostały przekroczone.

4