LABORATORIUM Z BIOTECHNOLOGII ŚRODOWISKA

Temat ćwiczenia: Oznaczanie utlenialności w środowisku kwaśnym

Data wykonania: 24.11.2009r.

Grupa:

Magdalena Harcej

Aleksandra Mnich

Paweł Kowalczyk

Piotr Stęplowski

Część teoretyczna

Oznaczenie ChZT można przeprowadzić dwiema metodami, różniącymi się

między sobą użytym utleniaczem. W tym celu zwykle używa się dichromianu(VI) potasu

(K2Cr2O7) i oznacza się ChZTCr lub manganianu(VII) potasu (KMnO4) i oznacza się

ChZTMn. Oznaczanie ChZT metodą nadmanganianową zwykle nazywa się utlenialnością

i stosowane jest raczej do analizy wód, natomiast metoda dwuchromianowa stosowana

jest w analizie ścieków.

Utlenialnością nazywa się właściwość wody polegająca na redukowaniu nadmanganianu potasowego wskutek ulatniania się obecnych w wodzie związków organicznych.

Przez utlenialność w niniejszej metodzie rozumie się ilość mg tlenu zużytego przez próbkę badanej wody, ogrzewanej we wrzącej łaźni wodnej w ciągu 30 minut z roztworem nadmanganianu potasowego, w środowisku kwaśnym lub alkaliczny o określonym stężeniu jonów wodorowych.

Wynik oznaczenia zamiast w mg/dm³ KMno₄ podaje się w mg/dm³ tlenu (3,95 mg KMnO₄ odpowiada 1 mg tlenu).

Utlenialność wody uważa się za próbę orientacyjną, dającą jedynie ogólną charakterystykę stopnia zanieczyszczenia wody związkami organicznymi zarówno pochodzenia zwierzęcego, jak i roślinnego.

Najmniejszą utlenialność wykazują wody artezyjskie (od ułamka do ok.

2 mg O2/L) i wody powierzchniowe czyste (do 4 mg O2/L). W wodach

powierzchniowych utlenialność zmienia się w dość dużych granicach i związana jest ze

zmianą zawartości substancji organicznych w tych wodach. Utlenialność wód z terenów

torfowych błotnistych, leśnych jest na ogół duża i w niektórych przypadkach może

dochodzić do 400 i więcej mg O2/L.

Przepisy sanitarne zalecają, aby wody do picia i potrzeb gospodarczych miały

utlenialność najwyżej do 3 mg O2/L natomiast w przypadku wód zabarwionych (tj.

zawierających związki organiczne roślinne) utlenialność może być wyższa pod

warunkiem, iż inne cechy wody nie wskazują na zanieczyszczenie.

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest oznaczenie utlenialność ścieków surowych i oczyszczonych w środowisku kwaśnym.

Część praktyczna

Zasada oznaczenia

Nadmanganian potasowy w roztworze kwaśnym reaguje w temperaturze wrzenia wody ze związkami organicznymi (głównie bezazotowymi) utleniając je do związków prostszych. Do próbki badanej wody dodaje się kwasu siarkowego oraz w nadmiarze roztwór nadmanganianu potasowego i ogrzewa się. Po 30 minutach odmiareczkowuje się na gorąco nadmiar nadmanganianu potasowego kwasem szczawiowym lub szczawianem sodowym.

Proces przebiega prawdopodobnie następująco, np.:

5 C₆H₁₂O₆ + 24MnO₄ + 72 H⁺ - 24Mn²⁺ +30 CO₂ + 66 H₂O

glukoza

nadmiar

2MnO₄^- + 5C₂O₄^2- + 16H⁺  2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

Wykonanie oznaczenia

Do kolby miarowej o pojemności 100cm³ wlałem 10 cm³ ścieków i 90 cm³ wody (uzyskujemy 10 krotne rozcieńczenie).Następnie do kolby stożkowej o poj. 250-300cm³ odmierzyłem 4 cm³ rozcieńczonych ścieków surowych (4cm³ rozcieńczonych ścieków oczyszczonych). Dodałem 10 cm³ roztworu kwasu siarkowego i dokładnie 10 cm³ roztworu nadmanganianu potasowego i wymieszałem. Umieściłem kolbę we wrzącej łaźni wodnej w ten sposób, aby powierzchnia wody w łaźni wodnej była nieco wyższa niż w kolbie i ogrzewałem w temperaturze wrzenia 30 minut, następnie wyjąć kolbę, niezwłocznie dodałem ściśle 10cm³ szczawianu sodowego i miareczkowałem na gorąco roztworem KMnO₄ do wystąpienia trwałego różowego zabarwienia. Jeżeli ilość roztworu KMnO₄ zużytego na miareczkowanie próbki wody wyniesie ponad 5cm³ , badanie należy powtórzyć, biorąc do oznaczenia mniejszą ilość badanych ścieków, uzupełniając je do 100cm³ wodą destylowaną. Należy przy tym uwzględnić utlenialność wody destylowanej.

Wynik pomiarów

Tabela 1: Wyniki miareczkowania

Rodzaj badanego roztworu	Ilość KMnO4 zużytego na miareczkowanie [cm^3]
Ścieki surowe	6,7
Ścieki oczyszczone	4,7
Woda	1,8

Obliczenia wyników

Utlenialność wody( w naszym przypadku ścieków) obliczyłem wg wzoru

gdzie:

a - ilość 0,01255 KMnO₄ zużyta na miareczkowanie próbki badanej [cm³],

b - ilość roztworu KMnO₄ zużyta na miareczkowanie wody destylowanej, użytej do rozcieńczenia próbki badanej [cm³],

f - współczynnik przeliczeniowy dla użytego roztworu KMnO₄ na roztwór ściśle 0,0125n*

v - objętość próbki ścieków użytej do oznaczania [cm³],

10 - współczynnik wynikający z rozcieńczenia badanych ścieków.

Ścieki surowe

Ścieki oczyszczone

Tabela 2: Wyniki utlenialności

Rodzaj ścieków	Obliczona utlenialność
surowe	2450
oczyszczone	725

Wydajność procesu:

Wnioski

Ścieki surowe maja większą utlenialność od ścieków oczyszczonych. Wynika to z tego, iż w ściekach surowych znajduje się więcej związków organicznych której ulegają utlenianiu. Ścieki surowe po przejściu przez układ oczyszczania o wydajność 70,4% posiadają znacznie mniejsza utlenialność rzędu 725 mg/dm³.

---