USUWANIE JONÓW ŻELAZA I MANGANU
26.10.2012 r.
Z WODY
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 dm3 badanej wody
pobrano próbkę o objętości ok 0,5 dm3
b. Uzdatnianie - Za pomocÄ… 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) + 2H O + O = 4 Fe(OH) “!
2 2 2 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 wodÄ…: 334,3 g
masa wody: 154,8 g
t= 1 min = 1/60 h
S= 0,00096 m2
m= 154,8 g
V = =154,8cm3=1,548Å"10-4 m3
d g
1
cm3
V 1,548Å"10-4 m3 m
v= = =9,675
SÅ"t 1 h
0,00096 m2Å" h
60
2. Oznaczanie stężenie żelaza w wodzie metodą spektrofotometryczną
z 2,2'-bipirydylem
Absorbancję zmierzono przy długości fali =510 nm, użyto kuwet o drodze optycznej
wynoszÄ…cej 5 cm.
Roztwór roboczy o stężeniu 0,01 mg Fe2+/cm3 przygotowano przez rozcieńczenie
roztworu podstawowego o stężeniu 0,2 mg Fe2+/cm3.
1
a. Przygotowano skalę wzorców oraz krzywą wzorcową zgodnie z PN-73/C-04586/03
objętość roztworu
nr kolby masa Fe2+ [mg] A
roboczego [cm3]
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
Zależność absorbancji od masy jonów żelaza (II)
1
0,9
0,8
0,7
0,6 Zależność absorbancji od
masy jonów żelaza
0,5
Liniowa (Zależność absorbancji
0,4
od masy jonów żelaza)
0,3
0,2
f(x) = 8,7110x + 0,0012
0,1
R² = 0,9997
0
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12
masa jonów żelaza (II) [mg]
A = 8,7110 m + 0,0012
A-0,0012
m= [mg ]
8,7110
woda A m Fe2+ [mg] c [mg/dm3]
surowa 0,230 0,02627 1,3135
uzdatniona 0,001 - -
teoretyczna 0,123 0,01398 0,6990
Obliczenie stężenia jonów żelaza (II) w wodzie
mÅ"1000 mg
c=
[ ]
V
dm3
m - zawartość żelaza w badanej próbce odczytana z krzywej wzorcowej w mg
V - objętość badanej próbki wzięta do analizy w cm3
0,02627Å"1000 mg mg
csurowa= =1,3135
[ ] [ ]
20
dm3 dm3
2
Absorbancja [1]
0,01398Å"1000 mg mg
cteoretyczna= =0,6990
[ ] [ ]
20
dm3 dm3
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/dm3 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 =525 nm, użyto kuwet o drodze optycznej
wynoszÄ…cej 5 cm.
Roztwór roboczy o stężeniu 0,01 mg Mn2+/cm3 przygotowano przez rozcieńczenie
roztworu podstawowego o stężeniu 0,1 mg Mn2+/cm3.
a. Przygotowanie skali wzorców i sporządzenie krzywej wzorcowej
objętość roztworu
nr kolby masa Mn2+ [mg] A
roboczego [cm3]
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
Zależność absorbancji od masy jonów manganu (II)
1,2
1
0,8
Zależność absorbancji od
masy jonów manganu
0,6
Liniowa (Zależność absorbancji
od masy jonów manganu)
0,4
0,2
f(x) = 2,2944x + 0,0072
R² = 0,9975
0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
masa jonów manganu (II) [mg]
3
Absorbancja [1]
A = 2,2944 m + 0,0072
A-0,0072
m= [mg ]
2,2944
woda A m Mg2+ [mg] c [mg/dm3]
surowa 0,097 0,03914 0,3914
uzdatniona 0,002 - -
teoretyczna 0,321 0,1368 1,368
Obliczenie stężenia jonów manganu (II) w wodzie
mÅ"1000 mg
c=
[ ]
V
dm3
m - zawartość manganu w badanej próbce odczytana z krzywej wzorcowej w mg
V - objętość badanej próbki wzięta do analizy w cm3 = 100 cm3
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/dm3 zatem woda surowa
i teoretyczna zostały przekroczone.
4