UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZY

W BYDGOSZCZY

Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

Ćwiczenie nr 12

Kolorymetria. Oznaczanie barwy wody i zawartości żelaza w wodzie

Mikołaj Okoń

Damian Sawiński

Kolorymetria należy do najbardziej rozpowszechnionych metod optycznych analizy instrumentalnej. Stanowi ona część spektrofotometrii absorpcyjnej. Pod pojęciem spektrofotometrii absorpcyjnej rozumie się wszystkie metody oparte na pomiarze absorpcji promieniowania elektromagnetycznego w zakresie długości fal od 10^-10 do 10⁵ cm . Uwzględniając długość fal wyróżnia się spektrofotometrię absorpcyjną w świetle widzialnym (kolorymetrię), w nadfiolecie i w podczerwieni. Podstawą metod kolorymetrycznych jest prosta zależność między intensywnością barwy roztworu a stężeniem substancji w roztworze. Na zajęciach zajęliśmy się pomiarami związków żelaza metodą fotoelektryczną.

Związki żelaza występują w wodach naturalnych na ogół w niewielkich stężeniach. W wodach powierzchniowych stężenie ich rzadko przekracza kilka mg/dm3 . Niektóre wody podziemne zawierają jednak duże ilości żelaza, sięgające do kilkudziesięciu mg/dm3 . W wodach podziemnych żelazo występuje w formie związków żelazawych dobrze rozpuszczalnych w wodzie. Przy obecności tlenu w wodzie lub substancji utleniających, żelazo dwuwartościowe ulega łatwo utlenieniu do żelaza trójwartościowego, które wytrąca się w postaci wodorotlenku żelazowego lub tlenków żelaza. Żelazo w wodzie może występować w formie rozpuszczonej, koloidalnej lub jako zawiesina. Żelazo w wodzie może pochodzić z gruntu, ze ścieków przemysłowych, z wód kopalnianych oraz z korozji rur i zbiorników żelaznych. Duża zawartość żelaza w wodzie do picia (powyżej 0,3 mg/dm³ Fe) jest niepożądana, ponieważ obecność żelaza może powodować mętność wody i wpływa niekorzystnie na właściwości smakowe. Znaczenie higieniczne żelaza nie jest dokładnie znane, jednak ze względu na to, że obecność żelaza pogarsza własności organoleptyczne wody, należy je z wody usuwać. Żelazo jest organizmowi ludzkiemu niezbędne jako składnik krwiotwórczy, jednak wydalanie żelaza z organizmu jest niewielkie i wskutek tego jego zapasy wystarczają na dłuższy czas. Przy pomocy spektrometru oraz próbki wody niezanieczyszczonej otrzymaliśmy następujące wartości dla 3 próbek i sprawdziliśmy na krzywej kalibracyjnej współczynniki dla nich:

1. 35,7 % - współczynnik 0,153

2. 37,1% - współczynnik 0,155

3. 26,9% - współczynnik 0,191

Następnie obliczyliśmy zawartość żelaza na dm³ wody przy pomocy wzoru:

$x = \ \frac{a*1000}{V}$ mg/dm³

Dla kolejnych próbek otrzymaliśmy wyniki:

1. x₁ = 6,12 mg/dm³

2. x₂ = 6,2 mg/dm³

3. x₃ = 7,64 mg/dm³

Oznaczaliśmy również zawartość siarczanów w wodzie mierząc czas wytrącenia się osadu w 3 roztworach. Otrzymaliśmy następujące wyniki:

1. 10s

2. 7s

3. 5s

Otrzymaliśmy średnią 7,5 s, co oznacza średnią zawartość siarczanów w wysokości 70-80 mg/dm³.

W normalnej wodzie z kranu wartości poszczególnych związków wynoszą dla:

• siarczanów – 92 mg/dm³

• chlorków – 32 mg/dm³

• magnezu – 36 mg/dm³

• wapń – 120 mg/dm³