Ćwiczenie nr 2

Wskaźniki jakości wód powierzchniowych – oznaczanie twardości ogólnej, stężenia wapnia i magnezu, twardości węglanowe, fosforanów (V) oraz chlorków w wodzie.

Wody powierzchniowe – wody występujące na powierzchni ziemi, łatwe do bezpośredniego ujęcia (czerpania). Dzielimy je na:

• słone (morza, oceany), słone jeziora – zajmują 97 procent wód

• słonawe (brakkiczne) – wody w ujściach rzek, a także wody Bałtyku

• słodkie (większość wód śródlądowych) – zajmują pozostałe 3 procent wód

  • płynące (rzeki, strumienie)

  • stojące (jeziora, stawy).

Wody podziemne – wody, zalegające pod powierzchnią Ziemi na różnych głębokościach, powstałe na skutek różnych procesów geologicznych.

Ścieki – to zużyte ciecze, roztwory, koloidy lub zawiesiny, a także odpadowe ciała stałe odprowadzane za pomocą rurociągów do odbiorników naturalnych jakimi mogą być zbiorniki lub cieki wodne, doły gnilne itp. W postaci ścieków odprowadza się odpadowe substancje przemysłowe oraz odpady żywnościowe i fekalia z miejskich i osiedlowych gospodarstw domowych. Ze względu na dużą szkodliwość biologiczną ścieków, zarówno komunalnych jak i przemysłowych, przed odprowadzeniem do odbiornika powinno się poddawać je oczyszczeniu w oczyszczalniach.

Wskaźniki jakości wody:

temperatura, zapach, smak, barwa, mętność, odczyn, substancje rozpuszczone, zawiesiny, twardość wody, biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT), chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT) i ogólny węgiel organiczny (OWO).

Twardość wody

Jest to pojęcie umowne, określające zjawisko zużycia mydła w wodzie bez wytwarzania piany przy skłócaniu. Twardość ogólna definiowana jest jako całkowita zawartość kationów dwuwartościowych w wodzie. Jednostką w Polsce jest mval/dm³ lub ⁰n. Twardość węglanowa (przemijająca) odpowiada zawartości w wodzie węglanów i wodorowęglanów. Była także ona nazywana zasadowością. Wyróżnia się następujące zasadowości: zasadowość ogólna (Z_m),zasadowość wobec fenoloftaleiny(Z_p), zasadowość węglanową (Z_CO3^2-),zasadowość wodorowęglanową(Z_HCO3^-) i zasadowość wodorotlenową (Z_OH^-). Zasadowość ogólna oznacza sumę wszystkich związków chemicznych w wodzie, które reagują zasadowo wobec oranżu metylowego (pH>4,5). Zasadowość wobec fenoloftaleiny oznacza sumę wszystkich związków reagujących zasadowo powyżej pH 8,3.

Biogeny

Występujące w wodzie biogeny to przede wszystkim fosfor i azot. To pierwiastki chemiczne pozwalające na prawidłowe funkcjonowanie, od nich zależy również rozwój życia biologicznego w wodach.

Oznaczanie chlorków w wodzie

Chlorki stanowią jeden z anionów najczęściej występujących w wodach i ściekach. Źródła pochodzenia chlorków można podzielić na naturalne (np. wymywanie z gleby) oraz antropologiczne (ścieki przemysłowe). Chlorki można oznaczyć metodą Mohra oraz z azotanem (V) rtęci (II). Metoda Mohra polega na miareczkowaniu badanej wody mianowanym roztworem azotanu (V) srebra chromianu (VI) potasu jako wskaźnik do momentu wytrącenia się czerwonobrunatnego osadu chromianu (V) srebra.

Oznaczanie fosforanów (V) w wodzie

Fosfor w wodach naturalnych pochodzi głównie z rozkładu związków organicznych roślinnych lub zwierzęcych, z pól nawożonych nawozami fosforowymi oraz zanieczyszczeń ściekami. Najczęściej stosowaną metodą do oznaczenia fosforanów (V) jest metoda spektrofotometryczna z molibdenianem amonu i chlorkiem cyny (II) jako reduktor. Zasada oznaczenia polega na tworzeniu się w roztworze kwaśnym kwasu fosforomolibdenowego o żółtym zabarwieniu, który ulega redukcji pod wpływem chlorku cyny (II), tworząc związek kompleksowy.

Spektrofotometria UV-VIS znajduje głównie zastosowanie w analizie nieorganicznej. Tą metodą można oznaczyć substancje organiczne i nieorganiczne wykazujące absorpcję w nadfiolecie, związki absorbujące promieniowanie w zakresie widzialnym, w tym barwne związki organiczne (barwniki) i barwne sole metali oraz substancje , których formy absorbujące promieniowanie uzyskuje się na drodze reakcji chemicznych. Analiza ilościowa metodą spektrofotometrii UV-VIS oparta jest na pomiarze absorbancji A_λ badanego roztworu przy określonej długości fali λ i wykorzystaniu prawa Lamberta-Beera, zgodnie z którym : A_λ=ε_λ*l*c gdzie: ε_λ jest współczynnikiem absorpcji przy długości fali λ, l grubością warstwy absorbującej , a c jest stężeniem analitu w badanym roztworze.

Zasada miareczkowania alkacymetrycznego, argentometrycznego i kompleksometrycznego.

Alkacymetria to analiza objętościowa, w której ustala się stężenie kwasów lub zasad poprzez miareczkowanie roztworów z użyciem odpowiednio zasad lub kwasów. Podczas tego procesu zachodzi reakcja zobojętniania, która prowadzi do zmiany pH. Argentometria to metoda polegająca na reakcjach tworzenia się trudno rozpuszczalnych osadów o ściśle określonym składzie, powstających szybko i łatwo opadających na dno. Kompleksometria to reakcje różnego typu, w wyniku których powstają rozpuszczalne i słabo zdysocjowane kompleksy. Można kompleksometrie podzielić na takie, które tworzą kompleksy niechelatowe i chelatowe.

Wersenian diodowy

-w kontakcie z oczami: płukać przez co najmniej 15 minut, skonsultować się z okulista. Kontakcie ze skórą: natychmiast zdjąć odzież, zmyć skórę dużą ilością wody z mydłem. Wdychanie: wyprowadzić zatrutego z miejsca narażenia na świeże powietrze. Połknięcie: natychmiast po połknięciu wypłukać wielokrotnie jamę ustną, podać do picia 0,5 l mleka lub białka jaja kurzego, nie powodować wymiotów, wezwać lekarza.

Bufor amoniakalny

- wdychanie: wyprowadzić na świeże powietrze. Kontakcie ze skórą: natychmiast zmyć wodą. Kontakcie z oczami: płukać oczy z otwartą powieką przez kilka minut pod bieżącą wodą, zasięgnąć porady lekarskiej. Połknięcie: wypłukać usta wodą, pić duże ilości wody, zasięgnąć porady lekarskiej.

Zasada sodowa

- kontakcie ze skorą: w przypadku dłuższego kontaktu ze skórą, produkt może wywołać lekkie podrażnienia. Kontakt z oczami: w przypadku bezpośredniego zetknięcia się z oczami produkt może wywołać lekkie lub umiarkowane podrażnienie. Połknięcie: w razie przypadku produktu, mogą pojawić się wymioty i nudności. Wdychanie: może powodować lekkie lub umiarkowane podrażnienie dróg oddechowych.

Mureksyd (czern eriochromowa I)

- porażeniu drogą oddechową: świeże powietrze. Po zanieczyszczeniu skóry: zmyć dużą ilością wody, zdjąć skażoną odzież. Kontakt z oczami: wypłukać dużą ilością wody, natychmiast wezwać lekarza. W razie połknięcia: natychmiast poddać wodę do picia, zasięgnąć poradę medyczną.

Kwas solny

- kontakt z skórą: zdjąć całą zabrudzoną odzież, obmyć skórę dużą ilością wody. W przypadku kontaktu z oczami: płukać oczy przez kilkanaście minut (ok. 15) dużą ilością wody, trzymać powieki szeroko rozwarte. W razie połknięcia: nie wywoływać wymiotów, nie podawać niczego do picia, natychmiast zapewnić pomoc lekarską.

Oranż metylowy

- po kontakcie z oczami: przepłukać dużą ilością wody przy szeroko odchylonej powiece, skontaktować się z okulistą. Po kontakcie ze skórą: zmyć dużą ilością wody, zdjąć zanieczyszczone ubranie. Po spożyciu: podać dużą ilość wody, spowodować wymioty, wezwać lekarza. Po narażeniu drogą oddechową: zapewnić dostęp świeżego powietrza.

Roztwór azotanu (V) srebra

- wdychanie: wyprowadzić na świeże powietrze. Po połknięciu: przepłukać usta wodą, wywpłac wymioty, podać doustnie 10% roztwór tiosiarczanu sodu lub 10% roztwór siarczanu magnezu oraz mleko, świeże białko. Po kontakcie z oczami: przemyć wodą przez 15-20 minut, przy wywiniętych powiekach. Po kontakcie ze skórą: zdjąć skażone ubranie, przemyć wodą.

Roztwór chromianu (VI) potasu

- wdychanie: wyprowadzić na świeże powietrze. Połknięcie: podać dużą ilość wody z dodatkiem węgla aktywnego i tlenku magnezu, wywołać wymioty, można podać trż mleko białka jaj, roztwór albuminy, wezwać lekarza. Po kontakcie z oczami: przemyć wodą przez 15-20 minut, przy wywiniętych powiekach. Po kontakcie ze skórą: zdjąć skażone ubranie, przemyć wodą.

Molibdenian amonu

- przy kontakcie z oczami: płukać dużą ilością wody przy szeroko odciągniętej powiece. Przy kontakcie ze skórą: zmyć dużą ilością wody, zdjąć zanieczyszczone ubranie. Przy spożyciu: podać dużą ilość wody, spowodować wymioty, wezwać lekarza. Przy wdychaniu: wyprowadzić na świeże powietrze.

Roztwór chlorku cyny (II)

- kontakt z oczami: płukać oczy co najmniej 15 minut dużą ilością wody. Kontakcie ze skórą: zdjąć zanieczyszczoną odzież, zmyć skórę dużą ilością wody z mydłem. Wdychanie: wyprowadzić na świeże powietrze. Połknięcie: podać do picia dużą ilość wody, wywołać wymioty, wezwać lekarza.

kwas azotowy (V)

- wdychaniu: wyprowadzić na świeże powietrze. Przy kontakcie ze skórą: zdjąć odzież, obmyć dużą ilością wody, nie stosować mydła. Przy kontakcie z oczami: płukać 15 minut przy odchylonych powiekach. Połknięcie: nie wywoływać wymiotów, podać do wypicia mleko, nie podawać środków zobojętniających, wezwać lekarza.

Diwodoroortofosforan (V) potasu

- wdychanie: przejść na świeże powietrze. Kontakcie ze skórą: zdjąć skażoną odzież, przemyć wodą. Połknięciu: podać wodę, wezwać lekarza. Kontakcie ze okiem: przemyć wodą przez 15 minut.

Salicynian sodu

- przy wdychaniu: wyprowadzić na świeże powietrze. Przy połnięciu: podać do wypicia dużą ilość wody, wezwać pomoc lekarską. Przy kontakcie z oczami: przemyć dużą ilością wody, wezwać okulistę. Przy kontakcie ze skórą: zdjąć skażone ubranie, przemyć wodą.

Wodorotlenek sodu

- przy kontakcie ze skórą: zdjąć zanieczyszczoną odzież, obmyć skórę dużą ilością wody. Przy kontakcie z oczami: przepłukać oczy przez kilkanaście minut (ok. 15) dużą ilością wody, trzymając powieki szeroko rozwarte, natychmiast skontaktować się z lekarzem. Przy połknięciu: przepłukać usta wodą, podać do wypicia dużą ilość wody, nie wywoływać wymiotów, natychmiast skontaktować się z lekarzem. Przy wdychaniu: wyprowadzić na świeże powietrze.

Azotan (V) potasu

- przy kontakcie z oczami: przepłukać dużą ilością wody przy szeroko odchylonej powiece, skontaktować się z okulistą. Przy kontakcie ze skórą: zmyć dużą ilością wodu, zdjąć zanieczyszczone ubranie. Przy spożyciu: podać dużą ilość wody, spowodować wymioty, wezwać lekarza. Przy wdychaniu: wyprowadzić na świeże powietrze.

Kwas siarkowy (VI)

- w kontakcie ze skórą: natychmiast zdjąć zanieczyszczoną odzież. Skażone partie skóry zmuć chłodną wodą, nie stosować mydeł ani środków zobiętniających. W kontakcie z oczami: przepłukać dokładnie bieżącą wodą przez 10-15 min, unikać silnego strumienia wody. W przypadku spożycia: nie wywoływać wymiotów, wypłukać usta wodą, a następnie popić dużą ilością wody, skontaktować się z lekarzem. Po wdychaniu: wyprowadzić poszkodowanego na świeże powietrze.

Winian sodowo-potasowy

- przy kontakcie z oczami: płukać dużą ilością wody przy szeroko otwartej powiece. Przy kontakcie ze skórą: zmyć dużą ilością wody, zdjąć zanieczyszczoną odzież. Przy spożyciu znacznych ilości: jeżeli poszkodowany poczuje się niezdrowo, wezwać lekarza. Przy wdychani: wyprowadzić na świeże powietrze.

Roztwór siarczan (VI) glinu

- kontakt z oczami: przemyć oczy dużą ilością wody, przez co najmniej 15 minut i zasięgnąć porady lekarza. Kontakcie ze skórą: zdjąć zanieczyszczoną odzież, skórę zmyć dużą ilością wody z mydłem. Połknięcie: wypłukać usta dużą ilością wody, nie powodować wymiotów, natychmiast wezwać lekarza. Wdychanie: w przypadku podrażnienia lub trudności z oddychaniem natychmiast wyprowadzić poszkodowanego na świeże powietrze.

Roztwór ditlenku wodoru

- w przypadku kontaktu ze skórą: zdjąć całą zabrudzoną odzież, obmyć skórę dużą ilością wody. W przypadku kontaktu z oczami: przepłukać przez kilkanaście minut (ok. 15) dużą ilością wody, trzymając powieki szeroko rozwarte, natychmiast skontaktować się z lekarzem. W przypadku połknięcia: podać do wypicia dużą ilość wody, nie wywoływać wymiotów, natychmiast skontaktować się z lekarzem.