12347 str030 (4)

58 Ćwiczenie nr 7

metali ciężkich w reakcji z woda siarkowodorowa (metoda wizualna) i z tioacetamidem (metoda wizualna lub fotokolorymetryczna).

Pytania kontrolne

1.    Wymienić możliwe sposoby oddziaływania zanieczyszczeń emitowanych przez przemysł energetyczny.

2.    Scharakteryzować skład węgla kamiennego i brunatnego z uwzględnieniem zawartości pier

wiastków śladowych.

3.    Jakie metale ciężkie zawarte w surowcach i odpadach energetycznych są toksyczne?

4.    Dokonać podziału mikroelementów i scharakteryzować je ze względu na szkodliwe oddziały

wanie na środowisko.

5.    Jakie znasz sposoby mineralizacji próbek?

6.    Podaj metody umożliwiające oznaczenie pierwiastków śladowych.

3. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA

Zadanie 1.

Oznaczanie zawartości popiołu (PN-84/C-97555/08).

Zasada metody - polega na całkowitym spaleniu substancji organicznych zawartych w odważce węgla i wyprażeniu stałej pozostałości.

Wykonanie oznaczenia

Naczyńko z materiałem badanym (ok. 5 g) umieścić w nagrzanym piecu w strefie żarzenia. Termoregulator pieca ustawić na temp. 815°C i włączyć ogrzewanie pieca. Po osiągnięciu temp. pozostawić naczyńko w temp. 815°C przez 60 minut. Po zakończeniu prażenia naczyńko z popiołem wyjąć z pieca i schłodzić najpierw na powietrzu, a następnie w eksykatorze. Po ostudzeniu naczyńko z popiołem zważyć. Operację prażenia powtarzać aż różnica między dwoma kolejnymi ważeniami będzie nie większa niż 0,001 g. Obliczanie wyniku oznaczenia - zawartość popiołu (X) w próbce analitycznej obliczyć w procentach wg wzoru:

m₂ - m,

w którym:

n^ - masa wyprażonego naczyńka, g;

m₂ - masa naczyńka z odważką wysuszonego materiału, g;

m₃ - masa naczyńka z popiołem, g.

Zadanie 2,

Kolorymetryczne oznaczanie zawartości metali ciężkich przy zastosowaniu wody siarkowodorowej.

Celem doświadczenia jest kolorymetryczne oznaczenie zawartości metali ciężkich w produktach organicznych metoda wizualną przy zastosowaniu wody siarkowodorowej. Metodę tę można stosować do oznaczeń metali ciężkich w przeliczeniu na ołów w ilościach 0,01-0,1 mg w próbce. Wytyczne ogólne

Próbkę badanego produktu oraz stosowane do przygotowania roztworów odczynniki należy odważyć z dokładnością do 0,01 g.

Przy wykonywaniu oznaczenia roztwory należy dokładnie mieszać po dodaniu każdego odczynnika.

Jeżeli przy porównaniu roztworu badanego i roztworu porów-nawczego widać różnicę odcieni, wówczas do roztworu badanego należy wprowadzić dodatek (od 1/5 do 1/2 odważki) badanego produktu lub odpowiednio zwiększyć objętość badanego roztworu.

Dla produktów nierozpuszczalnych w wodzie należy przeprowadzić wstępne przygotowanie próbki.

Wstępne przygotowanie próbki w celu usunięcia substancji organicznych.

Usuwanie substancji organicznych przez prażenie w temperaturze 500PC z dodatkiem kwasu siarkowego (w substancjach, które nie rozkładają sie w 50(fC).

Odważkę badanego produktu umieścić w tyglu porcelanowym, spalić na łaźni piaskowej, ostudzić, zwilżyć 1 cm³ kwasu siarkowego i w dalszym ciągu ogrzewać na łaźni piaskowej do wydzielenia się dymów kwasu siarkowego, następnie prażyć w piecu elektrycznym w temp. 500°C do otrzymania białej pozostałości. Jeżeli pozostaję części niespalonego węgla, wówczas pozostałość zwilżyć wodę, wysuszyć na łaźni wodnej i ponownie prażyć aż do otrzymania białej pozostałości. Pozostałość po prażeniu ostudzić, dodać 2 cm³ roztworu kwasu solnego i 1 cm³ roztworu kwasu azotowego, odparować na łaźni wodnej do sucha, pozostałość ostudzić i rozpuścić w 1 cm³ kwasu solnego. Roztwór przenieść ilościowo do kolby stożkowej pojemności 50 cm³, zobojętnić amoniakiem wobec papierka uniwersalnego do pH=7 i dopełnić wodę do 30 cm³ przy stosowaniu metody siarkowodorowej lub 20 cm³ przy stosowaniu metody tioacetmidowej.

Zasada oznaczania - polega na przeprowadzeniu metali ciężkich strącanych siarkowodorem w zabarwione siarczki i na ich kolorymetrycznym oznaczeniu przez porównanie z roztworem porównawczym, zawierajęcym odpowiednia ilość ołowiu w miligramach. Oznaczenie wykonuje się w środowisku kwasu octowego w obecności octanu amonu.

Wykonanie oznaczenia

Badany roztwór umieścić w kolbie stożkowej o pojemności 100 cm³. W przypadku gdy roztwór jest kwaśny lub alkaliczny, należy zobojętnić wodę amoniakalna (roztwór 10%) lub roztworem kwasu solnego o stężeniu 25 %. Następnie dodać 1 cm³ kwasu octowego lodowatego, 1 cm³ roztworu octanu amonowego (roztwór 10%), wymieszać i dodać 10 cm³ wody siarkowodorowej, wymieszać powtórnie i zamknęć kolbę korkiem. Jednocześnie przygotować roztwór porównawczy, zawierajęcy, w takiej samej objętości, ilość ołowiu w miligramach odpowiadającej zakładanemu wynikowi oraz takie same ilości odczynników. Zabarwienie roztworu badanego i porównawczego porównać po upływie 10 minut w świetle przechodzącym, na mlecznym lub czarnym matowym tle, w kolbach jednakowego kształtu i wielkości. Jeśli zabarwienie roztworów jest słabe, obserwację przeprowadzić wzdłuż podłużnej osi w świetle rozproszonym. Zawartość ołowiu w próbce badanej odpowiada stężeniu ołowiu w roztworze porównawczym o porównywalnym zabarwieniu.

Roztwór wzorcowy podstawowy (PN-60/C-06500) - 1 cm³ odpowiada 1 mg Pb²⁺. Roztwór wzorcowy roboczy (1 cm³ odpowiada 0,01 mg Pb²⁺) otrzymuje się przez rozcieńczenie 1 cm³ roztworu wzorcowego podstawowego do 1000 cm³ roztworem kwasu octowego.

Zadanie 3.

Metoda tioacetamidowa oznaczania metali ciężkich w przeliczeniu na ołów.

Zasada oznaczenia polega na powstawaniu zabarwionych siarczków metali ciężkich, których intensywność zabarwienia określa się wizualnie porównujęc z roztworem porównawczym, zawierajęcym odpowiednia ilość ołowiu w miligramach lub oznacza się kolorymetrycznie. Oznaczanie przeprowadza się w środowisku zasadowym. W celu związania żelaza, które przeszkadza w oznaczaniu, należy dodać winian potasowo-sodowy.

a)    Oznaczenie wizualne

Roztwór do oznaczenia, po uprzednim przygotowaniu (zadanie 2) i zobojętnieniu, w ilości 20 cm³ umieścić w kolbie o pojemności 50 cm³, dodać 1 cm³ winianu potasowo-sodowego, 2 cm³ roztworu 10% wodorotlenku sodu, 1 cm³ 2% roztworu tioacetamidu i dopełnić objętość roztworu wodę do 25 cm³. Jednocześnie przygotować roztwór porównawczy o przewidywanej ilości ołowiu oraz o takiej samej ilości odczynników jak roztwór badany.

Zabarwienie roztworu badanego i porównawczego porównać po upływie 10 minut. Badana próbka zawiera takę ilość ołowiu jak odpowiadająca jej barwę próbka porównawcza.

b)    Oznaczenie fotokolorymetryczne

Do 7 kolb pomiarowych o pojemności 25 cm³ odmierzyć kolejno 0,5, 1, 2, 3, 5, 7,5 i 10 cm³ roztworu wzorcowego roboczego (zadanie 2), co odpowiada 0,005, 0,010, 0,020, 0,030,