X
تبلیغات
chemistry

chemistry

chemistry

در مورد رنگ طلا چه می دانید


با گفتن کلمه طلا، اصولا اولین چیزی که به ذهنمان می‌رسد، طلای زرد براق است. طلا به‌علت آنکه فلزی بسیار نرم و چکش‌خـور است، بـاید بـا فــلزات دیگـری آمیـختـــه شود تــا استحکام لازم را پیدا کند. به غیر از طلای ۲۴ عیار، مـابقی، آلیاژ طلا نامیده می‌شوند. مس، نقره، نیکل و پالادیوم بــرای استحکام بیشتر و فلز روی به ایـن خـاطر بـه طـلا افــزوده می‌شود تا اکسیژن هوا را جذب کــرده و از اکـسیـدشــدن مـس و نـقـره جـلوگیــری کنـــد. عـیار طلا یا همان قـیـراط (KARAT)، درجـه خـلوص طـــلا را مشـخـص می‌کند. هـر قیـراط، ۱/۲۴ درصـد کل طلا در آلیاژ طلا را تعیین می‌کـنـد.
البته آن را با CARAT که وزن الماس و دیگر سنگ‌های قیمتی را مشخص می‌کند، اشتباه نگیرید. یکCARAT معادل ۲۰۰ میلی گرم است.
اگر طلا را با مس و نقره مخلوط کنیم (در صورتی که مقدار طلای آن بیشتر باشد)، طلای زرد حاصل می‌شود اما اگر طلا را با نقره، مس و روی (نقره این ترکیب بیشتر است) مخلوط کنیم، طلای سبز به دست می‌آید و اگر طلا و مس (مقدار مس بیشتر از طلا باشد) را ترکیب کنیم، طلای قرمز (صورتی) نتیجه آن است.
▪ طلای سفید هم ترکیبی از طلا، نیکل، پالادیوم، نقره و روی است.
طلای سفید طبیعی، خاکستری روشن است؛ بـه هـمـین خاطر برای سفیدتر جلوه دادن آن، از روکش رادیوم برای پوشش آن استفاده می‌کنند. باتوجه به اینکه رادیــوم پــس از مدتی ساییده می‌شود، باید مجددا طلای سفید را روکش کرد؛ ایـن مدت ۱۲ تا ۱۸ ماه است.
نقره یکی دیگر از انواع جواهرآلات مصرفی است که مثل طلا بسیار نرم بوده و به‌سرعت آسیب می‌بیند، از این رو آن را معمولا با فلز مس ترکیب می‌کنند تا استحکام لازم را پیدا کند. درجـه خلوص نقره را با واحدهایی از هزار قسمت می‌سنجند. نقره پس از مـدتی به‌خـاطـر اکسـیـدهای گوگرد موجود در هوا یا عرق بدن، دچار تیرگی می‌شود کـه بـاید آن را مجددا پرداخت کرد.
پلاتین یا پلاتینیوم، فلزی سنگین و بسیار مقاوم است که مـعمولا با پـالادیـوم، رادیـوم، ایـریـدیوم، مس، روتیوم و تیتانیوم ترکیب می‌شود. درجه خلوص آن مانند نقره، بر پایه هزار قسمتی است. اگر بخواهیم پلاتین را با طلای سفید مقایسه کنیم، باید بگوییم پلاتین سنگین‌تر از طلای سفید است. این فلز به‌طور طبیعی، سفید بوده و درخشندگی و لومینانس بیشتری از طـلای سفید دارد. همچنین از طلا کمیاب‌تر بوده و در نتیجه گرانبهاتر است. در نهایت اینکه پلاتین مقاومت بیشتری نسبت به کدرشدگی دارد
+ نوشته شده در  شنبه بیست و یکم مرداد 1391ساعت 16:38  توسط neda  | 

تصفیه آب

سختی آب آهن و منیزیم  کدورت آب

 کدورت:

.1منابع و اهمیت: تعیین کدورت آب یکی از آزمایش های فیزیکی است که بر روی آب انجام می شود. آب فاقد کدورت و زلال، نه تنها آشامیدن، شستشو و دیگر مصارف خانگی بلکه در بسیاری از منابع به ویژه تولید نوشابه، مواد غذایی، داروسازی و غیره از اهمیت بسیار برخوردار است. شفاف بودن آب یک منبع طبیعی از ویژگی تعیین کننده کیفیت مناسب آن است.

کدورت آب می تواند در اثر حضور مواد معلق بیولوژیکی(پلانکتونها و دیگر عوامل بیولوژیکی و جانوران و گیاهان میکروسکوپی) و شیمیایی (ترکیبات آلی و معدنی) به وجود آید. کدورت عاملی است که می تواند موجب پخش یا تفرق نور شده و در میزان جذب یا عبور نور از نمونه تغییر ایجاد کند. از همین ویژگی نوری نمونه جهت اندازه گیری شدت کدورت آنها استفاده می شود. بستگی مستقیم بین شدت کدورت و میزان پخش نور وجود دارد. یافتن وابستگی بین کدورت و غلظت وزنی ذرات معلق در نمونه کار مشکلی است زیرا عواملی نظیر اندازه و شکل، ضریب انکسار ذرات بر فرایند پخش نور در محلول اثر می گذارد. ذرات سیاه مانند کربن فعال می توانند به میزان زیادی نور را جذب کرده و نتایج بالاتری نسبت به کدورت واقعی نمونه در اختیار گذارند.

.2انتخاب روش: روش قدیمی اندازه گیری کدورت استفاده از کدورت سنج شمع جکسون بر اساس میزان جذب یا عبور نور است که تنها کدورت های بیش از 25 واحد را می تواند نشان دهد و برای نمونه های آب طبیعی یا تصفیه شده که کدورتشان معمولاً در حدود 0 تا 1 است کابردی ندارد. برای این موارد روش نفلوتری بر اساس میزان پخش نور پیشنهاد شده است. از آنجایی که اساس دو ویژگی پخش نور و جذب یا عبو رنور در یک نمونه کدر با یکدیگر متفاوت است و نتایج حاصل از اندازه گیری کدورت به شیوه نفلوتری و یا شمع جکسون را نمی توان طی یک رابطه مستقیم با یکدیگر مقایسه نمود به همین جهت نتایج اندازه گیری را می بایست با واحدهای مرتبط با روش به کار گرفته شده بیان نمود. به طور کلی دقت، حساسیت و دامنه کاربرد روش نفلوتری این روش را به عنوان مناسب ترین شیوه تعیین کدورت پیشنهاد می کند. یکی از مشکلات در آزمایش کدورت سنجی تنوع ترکیبات به کار رفته جهت محلول های استاندارد است. پودرهایی نظیر فرمازین، سلیس آزاد و کائولن برای تهیه استانداردها و کالیبراسیبون دستگاههای کدورت سنج پیشنهاد شده اند که هریک ویژگی های نوری خاصی دارند. جهت پیشگیری از خطای ناشی از به کارگیری استانداردهای متفاوت بهتر است همواره از یک نوع ماده برای تهیه استاندارد استفاده شود.

.2نگهداری نمونه: آزمایش کدورت می بایست در همان روز نمونه برداری انجام شود و چنانچه این کار عملی نبود،  نمونه ها دور از نور نگهداری شده و حداکثر تا 24 ساعت اندازه گیری شوند. پیش از آزمایش نمونه باید به شدت  به هم زده و کاملاً مخلوط و یکنواخت گردد.

تعیین کدورت به روش تفرق سنجی(نفلوتری):

-1اصول: روش نفلوتری بر پایه مقایسه پخش نور توسط نمونه با شدت پخش نور به وسیله یک مرجع استاندارد تحت شرایط یکسان بنا نهاده شده است. هرچه کدورت نمونه بیشتر باشد شدت نور پراکنده شده بیشتر خواهد بود برای تهیه محلولهای استاندارد در این آزمایش از پلیمر فرمازین به شکل سوسپاسیون استفاده می شود. واحد کدورت NTU است و به شدت کدورت یک نمونه با غلظت مشخصی از فرمازین به عنوان NTU 40 تعریف می شود همین نمونه روش شمع جکسون نیز کدورتی حدود JTU 40 دارد بنابراین واحدهای کدورت نفلوتریک کد بر اساس فرمازین بنا نهاده شده است به واحدهای حاصل از کدورت سنج شمع جکسون نزدیک خواهد بود اما با آنها مساوی نیست. روش دیگری که جهت تعیین کدورت آب به کار می رود استفاده از استاندارد سوسپانسیون سیلیس(Sio2)است. در این روش کدورت نمونه از طریق مقایسه آن با کدورت یک گروه استاندارد ذخیره(00/1گرم یا 10/0 گرم Sio2در لیتر) ساخته شد. به روش چشمی و نفلوتری یا طیف سنجی اندازه گیری و برحسب (mg/l  Sio2)بیان می شود.

-2عوامل مداخله گر: برای هر نمونه آب که فاقد ذرات درشت و ته نشین شده باشد می توان کدورت را تعیین نمود. ظروف شیشه ای کثیف، وجود حبابهای هوا و آنچه که تعادل سطح نمونه را مختل سازد از عوامل ایجاد خطا هستند. رنگ حقیقی نمونه، یعنی رنگ ناشی از مواد محلول در آب که جاذب نور می باشند میزان کدورت اندازه گیری شده را کاهش می دهد. این عامل معمولاً در آبهای تصفیه شده قابل توجه نیست.

روش کار

دستگاهها و وسایل:

1.کدورت سنج شامل یک نفلوتر با منبع نوری برای روشن کردن نمونه، یک یا چند آشکارساز فتوالکتریک و سیستم نمایش دهنده نور پخش شده (در زاویه 900 نسبت به مسیر نور تابیده شده)می باشد. حساسیت دستگاه باید به گونه ای باشد که در دامنه تغییرات حدود صفر تا NTU 40 بتواند تا میزانNTU 02/0 یا کمتر را در آبی با کدورت پائین تر از NTU 1 اندازه گیری نماید. اختلاف در طراحی کدورت سنج با وجود استفاده از سوسپانسیون یکسان برای کالیبراسیون می تواند مقادیر اندازه گیری متفاوتی را سبب شود برای کاهش این تفاوت باید نکات زیر مورد توجه قرار گیرد:

1-منبع نور: لامپ تنگستن که در دمایی بین 2200 تا 3000 درجه کلوین بتواند طول موجی در محدوده ی نور مرئی تولید کند.

2.فاصله طی شده به وسیله نور تابیده شده و نور پراکنده شده توسط نمونه مجموعاً از 10 سانتی متر تجاوز نکند.

3.نور دریافت شده توسط آشکارساز باید نسبت به نور تابیده شده در زاویه 900 واقع شود. میزان این انحراف زاویه نباید از 30± 90 تجاوز کند.

4.لوله های نمونه که باید بیرنگ و شفاف باشد، داخل و خارج آنها به دقت تمییز شده و در صورت خراشیده شدن و خط افتادن دور ریخته شود. دست نباید به قسمتی از لوله که نور به آن تابیده می شود تماس یابد. به همین منظور بهتر است از لوله های بلند یا دارای پوشش محافظ استفاده شود. پس از پر کردن لوله از نمونه یا محلول استاندارد، تکان دادن آن موجب می شود حبابهای هوا از لوله خارج شود.

مواد مورد نیاز:

1-آب فاقد کدورت: تهیه آب فاقد کدورت مشکل است. روش زیر جهت اندازه گیری کدورت کمتر از NTU02/0 مناسب است. آب مقطر از میان یک صافی غشایی با تخلخل 2/0 میکرو متر عبور داده می شود.صافی غشایی معمولی که برای آزمایشات باکتریولوژی استفاده می شود برای این کار مناسب نیست.

2-سوسپانسیون ذخیره برای آزمایش کدورت: محلول 1:     1 گرم سولفات هیدرازین را در بالین ژوژه 100 میلی لیتری با آب مقطر حل کرده و به حجم برسانید.

محلول 2: 10 گرم هگزا متیلن تترالین را در بالن ژوژه 100 میلی لیتری با آب مقطر حل کرده و به حجم 100 میلی لیتر برسانید.

در یک بالن 100 میلی لیتری 0/5 میلی لیتر محلول (1) و 0/5 میلی لیتر (2)را مخلوط کرده و آن را به مدت 24 ساعت در دمای 25 نگهداریدو و پس مخلوط را تا 100 میلی لیتر رقیق کرده و خوب به هم بزنید. کدورت این سوسپانسیون NTU 400 است.( این محلول ماهانه تهیه می شود)

3-سوسپانسیون استانداردکدورت: 10mlازسوسپانسیون ذخیره را باآب فاقدکدورت به حجم100میلی لیتر برسانید کدورت این سوسپانسیون به عنوان 40NTUتعریف می شود . (این محلول روزانه تهیه می شود)

روش انجام آزمایش:

ابتدا کدورت سنج کالیبره می شود.

اندازه گیری کدورت کمتر از NTU 40:

نمونه را کاملاً به هم بزنید. صبر کنید تا حبابهای هواخارج شود و نمونه را داخل کدورت سنج بریزید و در صورت امکان آن را به مدت 1 تا 2 ثانبه در یک حمام اولتراسونیک قرار دهید تا حباب های هوا کاملاً ناپدید شوند.

سپس لوله را داخل دستگاه قرار داده و کدورت را بخوانید.

اندازه گیری کدورت بیشتر از NTU 40:

نمونه را با یک یا چند حجم آب فاقد کدورت تا جایی که کدورت به حدود 30 تا 40  NTU برسد رقیق کنید. کدورت نمونه را از طریق کدورت نمونه رقیق شده و فاکتور رقیق سازی محاسبه کنید. برای مثال اگر پنج حجم آب به یک حجم نمونه اضافه شده و نمونه رقیق شده کدورت NTU30 را نشان داد پس کدورت نمونه اولیه NTU180 بوده است.

آزمایشهای فیزیکی وشیمیائی:

1.هدایت الکتریکی

pH.2

هدایت الکتریکی:

هدایت الکتریکی(EC ) بیانگر توانایی محلولهای آبی در انتقال جریان الکتریسیته می باشد. این توانایی به حضور یونها، تحریک یونی، ظرفیت کل یونها و درجه حرارت بستگی دارد. محلولهای اکثر ترکیبات معدنی هادیهای نسبتاً خوبی هستند. به عکس ملکولهای ترکیبات آلی که در محلول آبی تفکیک نمی شوند جریان ضعیفی تولید می کنند.

هدایت الکتریکی عکس مقاومت الکتریکی و واحد آن عکس اهم (Ohm) یعنی مو (mho) می باشد. در آنالیز آب اغلب واحد میکرومو  به کار می رود. وقتی ثابت سل معلوم باشد هدایت اندازه گیری شده به هدایت ویژه ks  تبدیل می شود.      

                                      

RS: مقاومت ویژه                       

RM: مقاومت اندازه گیری شده

C: ثابت سل

هدایت ویژه آب مقطر تازه تهیه شده بین 5/0 تا 3 میکرومو بر سانتی متر است. و به مرور زمان در اثر تماس با هوا و ظرف آب افزایش می یابد. هدایت ویژه آبهای آشامیدنی بین 1500- 50 میکرومو بر سانتی متر است .و در فاضلاب های خانگی نیز می تواند در همان محدوده باشد در حالی که در اکثر فاضلاب های صنعتی بیش از 1000 میکرومو بر سانتی متر است. اندازه گری مقادیر بزرگتر از 5000 میکرومو بر ساتنی متر یا کوچکتر از 10 میکرومو بر سانتی متر توسط دستگاههای الکترونیکی معمولی و به وسیله سلهای با ظرفیت الکتریکی متداول بسیار مشکل است.


 

تعیین هدایت ویژه به روش آزمایشگاهی:

روش کار

دستگاهها و وسایل:

1.دستگاه هدایت سنج

2.دماسنج( بسیاری از هدایت سنج ها به دماسنج اتوماتیک مجهزند)

3.سل یا الکترود هدایت سنج

1.یکی از انواع سلهای هدایت سنجی الکترودهای پلاتینه شده هستند. انتخاب سل به دامنه هدایت مورد اندازه گیری بستگی دارد. سلهای جدیدی که قبلاً پوشش پلاتینی داده شده اند و برای استفاده آماده نیستند ابتدا با مخلوط اسید سولفوریک-کرومیک تمییز شده و پیش از استفاده پلاتینیزه می شوند. در صورتی که مقادیر خوانده شده خطای قابل توجه داشته باشند یا نقطه پایانی مشخصی به دست نیاید معلوم می شود که پلاتین سیاه و ورقه شده ومی بایست سل را تمییز و مجدداً پلاتینیزه شود.

2.از سلهای هدایت سنجی که از فلزات مقاوم معمولی(مثل فولادزنگ نزن و غیره) ساخته شده اند برای اندازه گیری های مستمر و آزمایشات صحرایی استفاده کنید.

مواد مورد نیاز:

1-آب مقطر: آب مقطری که با هر یک از روشهای تهیه آب مقطر آماده شده است می تواند به  کار رود. هدایت آب مقطر در مقایسه با هدایت نمونه ها باید بسیار کم باشد.

2-محلول استاندارد کلرید پتاسیم KCL 01/0 مولار: 6/745 میلی گرم کلریدپتاسیم بدون آب را در آب مقطر تازه تهیه شده حل کرده و در یک بالن حجمی در دمای 25درجه سانتی گراد به حجم یک لیتر برسانید.

این محلول استاندارد مرجع در دمای 25درجه سانتی گراد هدایتی برابر 1412 میکرومو برسانتی متر دارد. چنین محلولی برای بیشتر نمونه ها قابل کاربرد است به شرطی که ثابت بین 1و 2 (cm-1)باشد.

محلولهای تهیه شده باید در بطریهای درب سمباده ای شیشه ای( بورد سیلیکات) نگهداری کرد.

روش انجام آزمایش:

تعیین ثابت سل: ابتدا سل را با حداقل سه حجم از محلولKCL (01/0مولار) بشوئید. و سپس حجمی از محلول KCL را برداشته و در حمام به دمای 1/0+25 یا 1/0-25 درجه سانتی گراد رسانده و سل رادر آن قرار دهید. اگر هدایت سنج میزان مقاومت(اهم) را نشان می دهد. مقاومت این محلول اندازه گرفته و با توجه به رابطه زیر ثابت سل را به دست آورید:

که در آن Rkcl = مقاومت اندازه گیری شده(اهم)

می باشد و t دمای مشاهده شده(درجه سانتی گراد)

اندازه گیری هدایت ویژه:

سل را در یک یا چند نمونه شستشو دهید. دمای آخرین محلول را در حدود 25 درجه سانتی گراد تنظیم کرده و هدایت نمونه از روی هدایت سنج خوانده شود.

وقتی مقاومت اندازه گیری می شود هدایت نمونه در دمای 25 درجه سانتی گراد از رابطه زیر به دست

می آید:                                     

K = هدایت ویژه (میکرو بر سانتی متر)

C=ثابت سل

RM = مقاومت نمونه (اهم)

T = دمای اندازه گیری شده (درجه سانتی گراد)

وقتی هدایت نمونه مستقیمآً اندازه گیری می شود هدایت ویژه معادل است با :   

K: هدایت ویزه

Km: هدایت اندازه گیری شد

اندازه گیری pH:

اندازه گیری pH یکی از مهمترین و متداولترین آزمایشها در شیمی آب است. عملاً هر مرحله از تامین آب و تصفیه فاضلاب مثل خنثی سازی اسید- باز، سختی گیری، ته نشینی، انعقاد، گندزدایی و کنترل خوردگی به pH وابسته است.  pHدر اندازه گیری دی اکسید کربن، قلیائیت و دیگر تعادلهای اسید- باز نیز کاربرد دارد. در یک دمای معین شدت اسیدی یا قلیائی بودن یک محلول از طریق تعیین pH یا فعالیت یون هیدروژن موجود در نمونه مشخص می شود. قلیائیت و اسیدتیه یک نمونه عبارت است از ظرفیت آن برای خنثی سازی اسید و باز بوده و معمولاً بر حسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم بیان می شود. ظرفیت نامری یک سیستم آبی مقدار اسید و باز قوی ( معمولاً بر حسب MOL/L)است که بتواند pH یک لیتر از نمونه را به اندازه یک واحد تغییر دهد. میزان pH که به وسیله Sorenson تعریف شده است برابرlog[H+]- بوده و بیانگر قدرت عامل اسیدی می باشد. آب خالص خیلی کم یونیزه می شود و در حالت  تعادل یونهای تولید شده آن عبارتند از:

در دمای 25 درجه سانتی گراد

[H+][OH-]=KW1/01×10-14

[H+]= [OH-] = KW= 1/005×10-7

به علت برهم کنشهای یونی در کلیه محلولها( به جز محلولهای خیلی دقیق) به جای استفاده از مولار باید به جای استفاده از غلظت مولار باید از میزان فعالیت یونی استفاده نمود در به کارگیری عبارت pHفرض بر این است که فعالیت یون هیدروژن مدنظر قرار گرفته شده است. در محلولهای خیلی رقیق(با قدرت یونی کمتر از 1/0 می توان فعالیت H+ را تقریباً هم ارز مولاریته فرض کرد.

تعیین pH به روش الکترومتری:

اساس اندازه گیری  pHبه روش الکترومتری تعیین قدرت یا فعالیت یون هیدروژن موجود در محلول از طریق اندازه گیری پتانسیوتری با استفاده از الکترود استاندارد هیدروژن و الکترود مرجع می باشد. اما به دلیل مشکلات کار با این نوع الکترود شیشه ای مورد استفاده قرار  می گیرد.

عوامل مداخله گر: اثر عوامل مداخله گر نظیر رنگ، کدورت، موادکلوئیدی، اکسید کننده ها يااحیا کننده ها یا شوری زیاد بر الکترود شیشه ای ناچیز بوده و تنها در صورت وجود سدیم در 10< pH خطا دارد. این خطا را نیز می توان با استفاده از الکترودهای خطای سدیم کم کاهش داد. دما به دو طریق می تواند در میزان pH تاثیر بگذارد. اثرات مکانیکی که ناشی از تغییر ویژگی های الکترودهاست و اثرات شیمیایی که به دلیل تغییر در تعادل شیمیایی محلول به وجود می آید.

روش کار

دستگاهها و وسایل:

دستگاه pHسنج شامل پتانسیوتر ، یک الکترودشیشه ای، یک الکترود مرجع و سیستم تنظیم دما می باشد.

هنگامی که الکترودها در محلول فرو برده می شوند، مدار پتانسیوتری کامل می گردد. بسیاری از pH سنجها قادر به خواندن pH یا میلی ولت نیروی محرکه الکتریکی می باشند.

مواد مورد نیاز: بافرهایی با pH معین می باشند که برای کالیبره کردن دستگاه از آن استفاده می شود.

روش انجام آزمایش:

سیستم الکترودها را با محلولهای بافری استاندارد که pH معلوم دارند، کالیبره کنید. از آنجایی که ممکن است محلولهای بافری در اثر آلودگی یا رشد کپک ها فاسد شده باشند بهتر است برای کارهای دقیق محلولها را تازه تهیه کنید.

ابتدا به وسیله هم زدن نمونه از همگن بودن آن اطمینان حاصل کرده و به این ترتیب بین الکترودها و نمونه تعادل برقرار سازید برای کاهش جذب دی اکسید کربن هم زدن را به آرامی انجام دهید برای نمونه های بافری شده با محلولهای با قدرت یونی زیاد، الکترودها را پس از تمییز کردن به مدت 1 دقیقه در نمونه قرار دهید تا به تعادل برسد سپس خشک کرده، آنها را در یک ظرف دیگر همان نمونه قرار دهید و pH را بخوانید.

در مورد محلولهای دقیق که به تعداد جزئی بافری شده باشند الکترودها را چند بار(3 یا4) بار با فرو بردن متوالی در محلولهائی از یک نمونه به تعادل برسانید.

برای اندازه گیری  pHاز نمونه تازه استفاده کنید.

اسیدیته:

اسیدتیه یک محلول ظرفیت کمی آن برای واکنش با یک باز قوی تا رسیدن به pH مشخص است میزان اسیدتیه اندازه گیری شده به طور قابل ملاحظه وابسته به pHنقطه ختم واکنش خنثی سازی اسید به باز است.

اسیدهای معدنی قوی ، اسید استیک، اسید کربنیک و نمک های هیدرولیز شوند. مثل سولفات های آهن یا آلومینیوم در میزان اسیدتیه اندازه گیری شده یک نمونه سهم دارند. اسیدها در فرایند خوردگی آب نقش داشته و بر ویژگی های شیمیایی، سرعت و واکنش های شیمیایی و فرایندهای بیولوژیکی آن تأثیر می گذارند.

تعیین اسیدتیه به روش حجم سنجی:

یونهای هیدروژن به وجود آمده در یک نمونه نتیجه تفکیک یا هیدرولیز ماده حل شونده اند که در حضور یک شناساگر با یک بازاستانداردترکیب واندازه گیری می شوند. به این ترتیب اسیدتیه به pH پایانی شناساگر مورد استفاده بستگی پیدا می کند. برای نیتراسیونهای روزمره و یا سنجش مقدماتی و سریع اسیدتیه، تغییر رنگ یکی شناساگر می تواند به عنوان نشانه نقطه پایانی به کار رود. نمونه سپابهای صنعتی، آبهای ناشی از عملیات معدن یا محلولهای دیگری که شامل مقادیر قابل ملاحظه از یونهای قابل هیدرولیز شدن(مانند آهن، آلومینیوم، یا منگنز) می باشند با آب اکسیژنه واکنش داده می شوند تا اشکال احیا شده کاتیونهای چند ظرفیتی کاملاً اکسید شوند. همچنین برای تسریع فرایند هیدرولیز نمونه جوشانده می شود. اگر این کارها به درستی انجام نشود نتایج آزمایش اسیدتیه بسیار متغیر می باشد.

نقاط پایانی واکنش: به طور ایده آل بایستی نقطه تیتراسیون اسید توسط باز همان نقطه تعادل استوکیومتری واکنش خنثی سازی اسید-باز باشد. pH  در نقطه اکی والان بستگی به نوع نمونه، انتخاب نقاط عطف و هدف آزمایش دارد. دی اکسید کربن محلول در آب معمولاٌ عامل اصلی تولید اسیدتیه آبهای سطی غیرآلوده است.( نمونه های برداشته شده از چنین منابعی باید به نحوی نگهداری و جابجا شوند که خروج گازهای محلول به حداقل ممکن کاهش یابد). در نمونه هایی که تنها شامل CO2 و بیشتر اسیدهای ضعیف در نظر گرفته می شود. برای بیشتر تیتراسیون ها انتخاب نقطه عطف مناسب یک اسید نظری است در نتیجه بهتر است برای تعیین اسیدتیه نمونه های آب طبیعی یا فاضلاب به روش پتانسوتری از نقاط پایانی با pHمشخص (7/3= pHو3/8= pH)استفاده نمود. نتیجه تیتراسیون ها معمولاً به عنوان اسیدتیه میتل اورانژ(7/3= pH) و فنل فتالئین با اسیدیته کامل (3/8= pH) بدون توجه به روش اندازه گیری بیان می شود.

عامل مداخله گر:

گازهای محلول موثر اسیدتیه یا قلیائیت مثل CO ، سولفید هیدروژن یا آمونیاک ممکن است به هنگام نمونه برداری نگهداری یا تیتراسیون کاهش و یا افزایش یابد. چنین اثراتی را می توان به وسیله تیترکردن سریع نمونه تا نقطه پایان بلافاصله بعد از باز کردن از ظرف کاهش داد. از تکان خوردن، هم زدن شدید نمونه باید جلوگیری شود. از تماس نمون با هوا ضمن تیتراسیون جلوگیری شده و دمای آن از دمای زمان نمونه برداری بیشتر نشود.

در تیتراسیون پتانسیومتری مواد روغنی، جامدات معلق، رسوبات و یا دیگر مواد زائد ممکن است دیواره الکترود شیشه را پوشانده و باعث کندی در دریافت پاسخ از دستگاه شوند. خطای ناشی از این عوامل به صورت یک نمودار نادرست برای تیتراسیون ظاهر می شود. عوامل مداخله گر را نباید حذف کرد زیرا ممکن است خود از عوامل مولد اسیدتیه باشند. در نمونه های شامل یونهای قابل اکسیداسیون  یا هیدرولیز شونده مانند یون آهن دوظرفیتی و آهن سه ظرفیتی آلومینیوم و منگنز سرعت واکنش ها در دمای اتاق ممکن است به اندازه ای آهسته باشد که باعث کاهش در نقاط پایانی شود. از روش تیتراسیون در حضور شناساگر برای نمونه های کدر یا رنگی که ممکن است تغییر رنگ صحیح را در نقطه پایانی نشان ندهد استفاده نگردد. لکه باقی مانده آزاد موجود در نمونه می تواند رنگ شناساگر را از بین ببرد اثر این عامل مداخله گر با افزایش یک قطره از تیوسولفات سدیم 1/0 مولار حذف کرد.

انتخاب روش:

اسیدتیه با استفاده از حجم باز استاندارد مورد نیاز برای تیترکردن یک حجم مشخص از نمونه تا PH=8/3(اسیدتیه فنول فتالئین) یا 7/3= PH(اسیدتیه اورانژ برای فاضلاب و آبهای آلوده) تعیین  می شود. تیتراسیون در دمای اتاق با استفاده از یک PHمترویا شناساگررنگی انجام می گیرد.

برای انجام مراحلی پیش تصفیه در نمونه های فلزی هیدرولیز شونده یا اشکال احیا شده کاتیون های چند ظرفیتی مانند محلولهای حاوی آهن یا پسابهای اسیدی از معادن دیگر پسابهای صنعتی می باشند همان طوری که از پیش اشاره شد از روش آب اکسیژنه داغ استفاده می شود. از شناساگرهای رنگی می توان برای تیتراسیون های روزانه و کنترل روش در غیاب عوامل مولد رنگ و کدورت ونیز برای تیتراسیون مقدماتی جهت انتخاب حجم نمونه و غلظت محلول تیترکننده استفاده کرد.

حجم نمونه: دامنه اسیدتیه در فاضلاب به اندازه ای گسترده است که نمی توان برای حجم نمونه و نرمالیته باز تیترکننده یک مقدار مشخص پیشنهاد نمود. به منظور رسیدن به نقطه پایانی دقیق بهتر است حجم بیشتری از محلول تیتر کننده داخل بورت (20 میلی لیتر یا بیشتر در یک بورت 50 میلی لیتر) را برای خنثی نمودن حجم نسبتاً کمی از نمونه به کاربرد که بتوان تغییر رنگ مشخصی را در محلول مشاهده نمود.

برای نمونه هایی با اسیدتیه کمتر از CACO3 mg/l 1000 حجم نمونه طوری انتخاب می گردد که حاوی بیش از 50 میلی گرم کربنا کلسیم باشد این نمونه با سود 02/ نرمال تیترمی شود. در مورد اسیدتیه های بزرگتر از mg/l1000 حجمی شامل کمتر از  CACO3 mg 250انتخاب و با سود 1/0 نرمال تیتر می شود.

نمونه برداری و نگهداری نمونه: نمونه ها در بطریهایی پلی اتیلن یا شیشه ای ( بوروسیلیکات)           جمع آوری شده و در دمای پائین نگهداری می شود. بطریه ها باید کاملاً پر شده با درپوش محکم بسته  شوند. از آنجائیکه در نمونه های فاضلاب ممکن است واکنش های میکروبی صورت گیرد و غلظت co2 یا گازهای دیگر در آنها تغییر کند به محض باز کردن در ظرف و بدون تاخیر آزمایش انجام شود. این کار باید ترجیحاً در مدت یک روز پس از نمونه برداری صورت گیرد. چنانچه احتمال فعالیت بیولوژیکی در نمونه وجود دارد آزمایش ظرف 6 ساعت باید انجام شود. از به هم خوردن نمونه وتماس طولانی آن با هوا می بایست جلوگیری کرد.

روش کار

وسایل مورد نیاز:

1-تیتر کننده الکترومتری یا pHسنج

2-ظرف تیتراسیون

3-همزن مغناطیسی

        4-پیپت

5-بالن

6-بورت

مواد مورد نیاز:

1- آب عاری از دی اکسید کربن: همه محلولهای ذخیره، استاندارد و آب رقیق سازی نمونه ها باید با آب مقطر یا آب یون گیری شده که به مدت 15 دقیقه جوشیده و سپس دردمای  اتاق سرد شده باشد تهیه کنید PH نهایی این آب باید بزرگتر یا مساوی 6 بوده و هدایت آن کمتر از 2 میکرومو بر سانتی متر باشد.

2- محلول فتالات هیدروژن پتاسیم حدود 05/0 نرمال

3- محلول تیترکننده استاندارد(هیدروکسیدسدیم استاندارد 1/0 نرمال)

ابتدا محلول 1/0 نرمال سود تهیه کنید و سپس آن را با محلول فتالات هیدروژن پتاسیم 05/0 نرمال استاندارد کنید.

4- محلول تیترکننده هیدروکسیدسدیم استاندارد02/0 نرمال

این محلول نیز پس از تهیه با KHP  استاندارد شود.

5- آب اکسیژنه 30درصد

6- شناساگر میتل اورانژ

7- شناساگر فنل فتالئین

8- تیوسولفات سدیم 1/0 مولار

روش انجام آزمایش:

اگر نمونه فاقد یونهای فلزی هیدرولیز شونده واشکال احیا شده کاتیونهای چند ظرفیتی است بر طبق مرحله 2 آزمایش را انجام دهید. چنانچه نمونه مطمئن یا مشکوک به داشتن ترکیبات بالادست از مرحله (1) آغاز کنید.

1-پیش تصفیه با آب اکسیژنه: pH حجم مناسبی از نمونه را اندازه بگیرد. اگر pH بالای 4 است به تدریج 5 میلی لیتر اسیدسولفوریک 02/0 نرمال برای کاهش pHتا 4 یا کمتر اضافه کنید. الکترودها را از محلول خارج کرده سپس 5 قطره آب اکسیژنه 30%اضافه نموده و به مدت 2 تا 5 دقیقه محلول را بجوشانید. پس از آنکه نمونه تا دمای اتاق سرد شد به کمک باز استاندارد تا 3/8=pH تیتر کنید.

2-تغییر رنگ: حجم نمونه و نرمالیته مناسب محلول تیترکننده را انتخاب کنید. دمای نمونه را در صورت نیاز با دمای اتاق همسان نموده و سپس به وسیله پیپت که سر آن نزدیک به کف ظرف است نمونه را وارد ارلن مایر کنید. چنانچه نمونه حاوی کمی باقی مانده آزاد باشد با 05/0 میلی لیتر(5قطره) شناساگر اضافه کرده با قراردادن ارلن مایر روی سطح سفید محلول را تیتر کنید تا تغییر رنگ نمونه راکه مشخصه نقطه اکی والان است مشاهده نمائید. برای شناساگرها می توانید از ترکیبات مایع یا جامد در دامنه pH حدود 7/3 تا 3/8 استفاده نمائید.

A= حجم محلول تیتر کننده (NaoH) به کار رفته

B= نرمالیته NaoH

C= حجم H2SO4 به کار رفته (ml)

D= نرمالیته H2SO4

قلیائیت:

خاصیت قلیایی عبارت است از ظرفیت آب برای خنثی سازی اسید طی واکنش های حجم سنجی اسید- باز .

قلیائیت کل یک نمونه برابر غلظت بازهای قابل تیتراسیون توسط اسید در حضور شناساگر مناسب است که میزان آن وابسته به شناساگر انتخاب شده و در نتیجه pH نقطه پایانی یا ختم واکنش می باشد. قلیائیت یک نمونه معیاری از عوامل متعدد موجود در آن است که معمولاً به عنوان یک ویژگی کلی بیان می گردد. قلیائیت در آبهای طبیعی و فرایندهای تصفیه فاضلاب نقش بسیار مهمی دارد. از آنجایی که قلیائیت بیشتر آبهای سطحی اساساً در اثر وجود هیدروکسیدها، کربنیک ها، بی کربنات ها است. میزان قلیائیت را معمولاً نشانه ای از غلظت این ترکیبات می دانند. هر چند موارد دیگری مانند برات ها،فسفات ها،سیلیکات ها یا دیگر بازها نیز می توانند در قلیائیت آب نقش داشته باشند. به هنگام تعیین قابلیت آب جهت آبیاری میزان قلیائیت یکی از عوامل کنترل کننده فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب است. قلیائیت فاضلاب خانگی معمولاً کمتر ویا گاه کمی بیشتر از قلیائیت آب در شبکه آبرسانی است.

تعیین قلیائیت به روش حجم سنجی:

اصول: یونهای هیدروکسیل (OH-)موجود در یک نمونه که در نتیجه تجزیه یا هیدرولیزموادمحلول در آب تشکیل شده اند با اسید افزوده شده به نمونه ترکیب می شوند. بنابراین میزان قلیائیت اندازه گیری شده به   pHنقطه پایانی واکنش خنثی سازی اسید- باز( نقطه هم ارزی) بستگی دارد.

در صورتی که قلیائیت نمونه کاملاً ناشی از کربنات ها یا بی کربنات ها باشد pH در نقطه هم ارزی تیتراسیون واکنش خنثی سازی اسید- باز به وسیله دی اکسید کربن در آن مرحله تعیین می شود. قلیائیت فنل فتالین عبارتی متداول برای اندازه گیری کمی عوامل قلیائی که درفرایند تیتراسیون موجب تغییررنگ فنل فتالئین می شوند. به بیان بهتر غلظت ترکیباتی که pH بالاتر از 3/8 دارند را قلیائیت فنل فتالئین می نامند.جهت تعیین قلیائیت ناشی از ترکیباتی با pH کمتر، حدود 5/4 از شناساگر سبزبرموکروزول یا مخلوطی از سبزبرموکروزول و قرمز منیل کمک گرفته می شود.

عوامل مداخله گر: صابون ها، نفت، چربی، جامدات معلق یا رسوبات ممکن است الکترود شیشه ای  pHسنج را آلوده کرده و سبب بروز کندی یا خطا در نتایج شوند. برای رفع این مشکل می بایست پس از افزایش محلول تیتر کننده کافی جهت رسیدن نمونه به تعادل قائل شد یا اینکه الکترود را متناوباً تمییز نمود. نمونه را نباید صاف، رقیق و غلیظ نموده یا آن را تغییر داد.

انتخاب روش: میزان قلیائیت با محاسبه حجم اسید استاندارد مصرفی جهت تیتراسیون حجم مشخصی از نمونه تا pHمعین به عنوان نقطه پایانی واکنش تعیین می گردد . pH نقطه پایان رامی توان به کمک دستگاه pH  سنج تیترکننده یا شناساگر مناسب اندازه گیری نمود. در صورت استفاده از شناساگر رنگی یک نمونه شاهد نیز می بایست تهیه و تیتر شود. شناساگرهای رنگی را می توان برای آزمایشهای روزانه و کنترل روشهای تیتراسیون در مورد نمونه های عاری از کدورت و رنگ و نیز روشهای پیش از آزمایش به منظور انتخاب حجم نمونه و غلظت محلول تیترکننده استفاده نمود.

حجم نمونه: در این روش برای انتخاب حجم نمونه تیترشونده و نرمالیته محلول تیترکننده می بایست قلیائیت نمونه تا حدودی مشخص باشد زیرا دامنه تغییرات قلیائیت در نمونه های آّب و فاضلاب بسیار گسترده است. معمولاً حجم نمونه بین 20 تا 200 میلی لیتر انتخاب می شود و در نمونه های با قلیائیت کمتر از 1000mg/l caco3 اسید 02/0 نرمال و برای قلیائیت های بالاتر از 1000mg/l caco3 اسید 1/0 نرمال برای تیتراسیون پیشنهاد می شود.

نمونه برداری و نگهداری نمونه ها :

نمونه در ظرف پلی اتیلن یا شیشه ای جمع آوری شده و تحت شرایط  دمای کم نگهداری می شوند. ظروف نمونه باید کاملاً پر شده و درب آنها محکم بسته باشد. در مورد نمونه های فاضلاب یا آبهای آلوده حاوی عوامل میکروبی که فعالیت موجودات ذره بینی در آنها ممکن است منجربه تغییر غلظت گاز 2co یا دیگر گازهای محلول در اّب شود پیشنهاد می گردد که  نمونه ها در کوتاه ترین زمان ترجیحآً یک روز پس از نمونه برداری آزمایش شوند. و چنانچه فعالیت بیولوژیکی مورد تردید است این زمان حداکثر به 6 ساعت کاهش ساعت یابد بهتر است از تکان دادن نمونه ها و تماس آنها با هوا اجتناب شود

روش انجام آزمایش:

1-50 میلی لیتر از نمونه را در یک ارلن مایر ریخته چند قطره فنل فتالئین به آن بیفزائید و رنگ ارغوانی ایجاد شده را مشاهده کنید. در صورتی که رنگ ارغوانی ایجاد نشد آزمایش را در مرحله 4 دنبال کنید.

2-از بورتی که با اسید(1/0 نرمال برای قلیائیت های زیاد 02/0 نرمال برای قلیائیت های کم) پر شده به تدریج به نمونه اضافه کنید و در حال هم زدن به تغییر رنگ نمونه دقت نمائید.

به تدریج به نمونه اضافه کنید و در حال هم زدن به تغییر رنگ نمونه دقت نمائید.

3-با نزدیک شدن به نقطه پایان واکنش میزان افزایش اسید را کم کرده و تا زمانی که رنگ ارغوانی ناپدید می شود تیتر را ادامه دهید. با بی رنگ شدن نمونه شیر بورت را بسته و حجم اسید را یادداشت نمائید.(A)

4-به محلول بی رنگ مرحله قبل چند قطره شناساگر نارنجی افزوده و رنگ زرد تشکیل شده را مشاهده کنید.

5-تیتراسیون را ادامه دهید. با تبدیل رنگ زرد به نارنجی شیر بورت رابسته و حجم اسید مصرفی را یادداشت کنید.(B)

محاسبات:

الف) قلیائیت فنل فتالئین                             

           ب)قلیائیت نارنجی متیل(M)                     

A= حجم اسید مصرفی در مقابل فنل فتالئین (ml)

B= حجم اسید مصرفی در مقابل نارنجی متیل(ml)

N= نرمالیته اسید مصرفی    عدد 50000 همان میلی اکی والان کربنات کلسیم است.

سختی:

در گذشته سختی آب میزان ظرفیت آب در ترکیبات صابون به حساب می آید. صابون عمدتاً به وسیله کلسیم منیزیم رسوب می دهد. برخی کاتیون های چند ظرفیتی نیزممکن است با صابون رسوب دهند اما اغلب آنها با ترکیبات آلی تولید کمپلکس می کنند و معمولاً نقش شان در ایجاد سختی آب کم است به علاوه تعیین میزان سختی حاصل از آنها مشکل است. مجموع غلظت کلسیم و منیزیم تحت عنوان سختی کل بر حسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم (mg/l caco3) تعریف می شود. به طور کلی سختی ناشی از کربنات ها و بی کربنات های کاتیون های مولد سختی را سختی کربناتی یا سختی موقت و سختی ناشی از سایر آنیون ها را سختی دائم می نامند.

انتخاب روش: دو روش برای اندازه گیری سختی پیشنهاد می شود اگر اندازه گیری کاتیون ها به طور مجزا انجام شده باشد سختی را می توان به وسیله محاسبه تعیین نمود روش دیگر،حجم سنجی از طریق تیتراسیون با محلول EDTA می باشد که سختی ناشی از یونهای کلسیم و منیزیم را اندازه می گیرد و می تواند برای هر نوع نمونه به کار رود.

سختی کل به روش حجم سنجی با EDTA :

اتیلن دی آمین تترا استیک اسید و نمک سدیم آن (EDTA) در محلول حاوی یونهای فلزی ضمن ترکیب با آنها کمپلکس محلول می دهد. چنانچه مقدار کمی از یک شناساگر رنگی مثل اریوکرومT (EBT) یا کالما جایت به محلول آبی شامل یونهای کلسیم و منیزیم در 1/0±10=PH اضافه کرده محلول قرمز شرابی می شود. حال اگر EDTA به عنوان محلول تیترکننده به نمونه اضافه کرده با کلسیم و منیزیم تشکیل کلمپلکس داده و پس از تبدیل تمام یونهای منیزیم و کلسیم به ترکیبات کلمپلس محلول از قرمز به آبی تغییر رنگ می دهد. این مرحله نمایانگر نقطه پایانی تیتراسیون است. برای بدست آوردن نقطه پایانی قابل قبول باید یون منیزیم در نمونه وجود داشته باشد برای اطمینان از این مسئله مقدار کمی از نمک منیزیم EDTA خنثی به بافر اضافه می شود که منیزیم کافی را فراهم کرده و نیاز به استفاده از شاهد برای تصحیح نتیجه را برطرف می کند. به علت احتمال ترکیب کربنات کلسیم و هیدروکسیدمنیزیم و به دلیل تغییر رنگ در pH های بالا، PH را نمی توان از حد معینی بالاتر برد. به همین جهت 1/0±10=PH مناسب است. برای کاهش تمایل  caco3 به ترکیب تیتراسیون باید حداکثر در 5 دقیقه شود.

عوامل مداخله گر: برخی از یونهای فلزی باعث کم رنگ و یانامشخص شدن رنگ نقطه پایانی ویامصرفEDTA می شوند. اثراین تداخل را می توان به وسیله افزایش باز دارنده بیش از تیتراسیون کاهش داد. mgcDTA به طور انتخابی با فلزات سنگین کمپلکس داده و منیزیم را در نمونه آزاد می کند و می توان آن را به عنوان جانشینی برای بازدارنده های سمی و بدبو به کار برد. این کار فقط هنگامی مفید است که منیزیم جایگزین شده به جای فلزات سنگین قابل توجه نبوده و در میزان سختی کامل نقش مهمی نداشته باشد. هنگامی که غلظت های بالایی از فلزات سنگین موجود باشد کلسیم و منیزیم را باید به روش غیر از EDTA مثلاً به کمک محاسبه تعیین نمود. مواد آلی یا کلوئیدی نیز ممکن است در نقطه پایانی مداخله کنند.

این مزاحمت ها را می توان با تبخیر نمونه تا خشک شدن در یک حمام بخار و حرارت دادن در کوره در دمای550 درجه سانتی گراد حذف نمود. به این ترتیب مواد آلی کاملاً اکسید می شوند. رسوب حاصل را در 20 میلی لیتر اسید کلریدریک یک نرمال حل و با هیدروکسیدسدیم یک نرمال یا 7=PH خنثی شده و با آب مقطر به حجم 50 میلی لیتر می رسد پس از خنک شدن تا دمای اتاق این محلول طبق روش معمول مورد آزمایش قرار می گیرد.

مواد احتیاطی در هنگام تیتراسیون: کلیه تیتراسیون ها باید در دمای نزدیک به دمای معمولی اتاق انجام شود تغییر رنگ یا نزدیک شدن به نقطه انجماد نمونه آهسته  می شود. تجزیه شناساگر در آب داغ مشکل ایجاد می کند.  pHتوصیه شده برای این آزمایش محیط مناسبی برای ترکیب caco3 ایجاد می کند گرچه محلول تیترکننده به آرامی چنین رسوب هایی را مجدداً حل می کند ولی با تغییر نقطه پایانی اغلب موجب خطای کاهش می شود. تکمیل تیتراسیون در 5 دقیقه تمایل caco3 به تشکیل رسوب را کاهش می دهد. سه روش زیر خطای ناشی از تشکیل رسوب را تا حدودی جبران  می کند.

1.برای کاهش غلظت caco3 نمونه را با آب مقطر رقیق کنید. اگر در این رفت (1+1) رسوب تشکیل شد از روشهای 2و3 کمک بگیرید. استفاده از مقادیر کم نمونه موجب خطای سیستماتیک ناشی از عدم دقت در خواندن بورت    می شود.

2.اگر سختی تقریبی از پیش معلوم باشد یا به وسیله تیتراسیون مقدماتی تعیین شده باشد 90 درصد یا حجم بیشتری از محلول تیترکننده را قبل از تنظیم PH به کم بافر به نمونه اضافه می کنید.

3.بیش از تنظیم PH را اسیدی کرده و به مدت 2 دقیقه هم بزنید تا 2CO آن خارج شود. برای تعیین مقداراسید لازم بهتر است قبلاً میزان قلیائیت را تعیین نمائید.

روش انجام آزمایش :

وسایل:

 1-بالن حجم سنجی

 2-پیپت حبابدار

 3-ارلن مایر

 4-بورت و کیلو بورت

 5-استوانه مدرج

 6-کاغذ PH

موادمورد نیاز:

 

1-محلول بافر: 9/16 گرم آمونیوم کلرید (NH4CL) را در 143 میلی لیتر هیدروکسید آمونیوم غلیظ حل کنید250/1گرم نمک منیزیم EDTA به آن اضافه کرده و حجم آن را با آب مقطر به 250 میلی لیتر برسانید.

2-عوامل کمپلکس دهنده: برای اغلب آبها این مواد مورد نیاز نیست. اما در آبهایی که یونهای مزاحم وجود دارد برای اینکه تغییر رنگ در نقطه پایانی واکنش واضح و سریع باشد عامل کمپلکس دهنده مناسب مورد نیاز است.

بازدارنده 1: PH نمونه های اسیدی را با بافر یا NaoH 1/0 نرمال روی 6 یا بیشتر تنظیم کنید 250 میلی گرم پودرسیانیدسدیم افزوده وبرای تنظیم PH(1/0-10= PH)یا (1/0+10= PH) به میزان مورد نیاز بافر اضافه کنید.

بازدارنده 2: 5 گرم سولفیدسدیم 9 آبه ) Na2s,9H2o ( یا 7/3 گرم Na2s,5H2o) ( را در 100  میلی لیتر آب مقطر حل کنید و با یک درپوش پلاستیکی مانع ورود هوا به آن شوید.

بازدارنده 3: MgCDTA نمک منیزیم 1و2- سیکلوهگزان دی آمین تترااستیک اسید.

3-شناساگرها:

سیاه اریوکروم T و باکماحایت

4-محلول استاندارد تیترکننده EDAT 010 مولار

روش آزمایش:

حجمی از نمونه راکه کمتر از 15 میلیی لیتر محلول تیترکننده EDAT نیاز داشته باشد انتخاب و تیتراسیون را ظرف 5 دقیقه انجام دهید. زمان را از هنگام افزودن بافر حساب کنید. 25 میلی لیتر از نمونه را با آب مقطر تا حدود 50 میلی لیتر در یک ظرف چینی یا ظرف مناسب دیگر رقیق کیند. اما 2 میلی لیتر محلول بافر به آن بیفزائید معمولاً یک میلی لیتر برای ایجاد PH حدود 1/0+10 کافی است 10 تا 20 قطره محلول شناساگر یا یک مقدار مناسب از پودر خشک آن را اضافه کنید. محلول EDAT را در حال همزدن به آهستگی به نمونه بیفزایید تا آخرین رنگ قرمز از بین رود. چند قطره آخر را در فاصله زمانی 3 تا 5 ثانیه اضافه کنید. در نقطه پایانی محلول آبی رنگ می شود.

به علت اینکه نور چراغ های معمولی تمایل به تولید آثاری از رنگ قرمز در آبی دارد بهتر است از روشنایی روز یا نور لامپ فلورسنت برای مشاهده تغییر رنگ استفاده شود.

کلرید:

کلرید به شکل یون کلرید CL یکی از آنیونهای معدنی اصلی موجود در آب و فاضلاب می باشد. طعم شوری که کلرید به آب آشامیدنی می دهد بسته به ترکیب شیمیایی آن متفاوت است مقدار 250 میلی گرم در لیتر کلرید درمجاورت کاتیون سدیم طعم شوری قابل تشخیصی به آب   می دهد، ولی هنگامی که بیشتر کاتیون های محلول موجود در آّب کلسیم و منیزیم باشند حتی در غلظتهای 1000 میلی گرم در لیتر نیز، طعم شوری قابل تشخیص پشت غلظت کلرید در فاضلاب خانگی بیشتر از آبهای خام است، زیرا کلرید سدیم یکی از مواد خوراکی موجود در رژیم غذایی است که بدون تغییر از دستگاه گوارش دفع و وارد فاضلاب می شود. در سواحل دریا نیز به علت نشت آب نمک به داخل مجاری فاضلاب، کلرید ممکن است در غلظتهای بالا موجود باشد. ضمناً فرایندهای صنعتی نیز باعث افزایش این ماده می شود. مقادیر زیاد کلرید در آب می تواند به لوله ها و سازه های فلزی و همچنین رشد گیاهان صدمه بزند.

انتخاب روش: آرژانتومتری برای آبهای نسبتاً شفاف و فاقد کدورت که میزان کلرید آن در حجم تیترشونده 15/0 تا 10 میلی گرم باشد مناسب است. برای نمونه هایی که وجود کدورت یا رنگ در مشاهده تغییر رنگ نقطه پایانی مشکل ایجاد می کند، روش پتانسیوتری توصیه می شود.

تعیین کلرید به روش آرژانتومتری(روش مور):

در یک  محلول خنثی یا کمی قلیایی، کرومات پتاسیم    می تواند نقطه پایانی تیتراسیون محلول حاوی کلرید با نیترات نقره را نشان دهد. در این واکنش ابتدا رسوب Agcl تشکیل می شود و در نقطه پایانی رسوب آجری رنگ Ag2 cro4  تشکیل می شود.

عوامل مداخله گر:

موادی که به مقدارطبیعی در آبهای آشامیدنی یافت     می شوند مزاحمتی ایجاد نمی کنند. برمید، یدید، سیانید غلظتی معادل کلرید را نشان داده و می توانند خطا ایجاد نمایند. یونهای سولفید، تیوسولفات، سولفیت نیز مزاحم هستند اما می توانند با استفاده از آب اکسیژنه از محیط عمل حذف شوند. ارتوفسفات در مقادیر بیش از 25 میلی گرم در لیتر می تواند با تولید رسوب با تولید فسفات نقره مزاحمت ایجاد کند. یون آهن بیش از 10 میلی گرم در لیتر نقطه پایانی را محو می کند.

روش کار

دستگاهها و وسایل:

1-ارلن سایز 250 میلی لیتری

2-بورت 50 میلی لیتری

مواد مورد نیاز:

1-محلول شناساگر کرومات پتاسیم: 50 گرم کرومات پتاسیم را در مقدار کمی آب مقطر حل کرده و چند قطره محلول نیترات نقره به آن اضافه کنید تا رسوب قرمز آجری رنگ ظاهر شود. مدت 12 ساعت محلول را به حال خود گذاشته و سپس آن را صاف کنید و حجم محلول را با آب مقطر به یک لیتر برسانید.

2-محلول استاندارد نیترات نقره 0141/0 مولار

3-محلول استاندارد کلرید سدیم 0141/0 مولار

ترکیبات ویژه جهت حذف مزاحمت ها:

1-سوسپانسیون هیدروکسیدآلومینیوم(آلومین)

2-آب اکسیژنه 30%

3-اسید سولفوریک 1 نرمال

4-محلول هیدروکسیدسدیم 1 نرمال

روش انجام آزمایش:

آماده سازی نمونه: 100 میلی لیتر نمونه یا حجم مناسبی از نمونه که تا 100 میلی لیتر رقیق شده باشد را برای آزمایش بردارید. در صورتی که نمونه رنگی باشد 3 میلی لیتر از سوسپانسیونAL(OH)3  را به آن افزوده خوب به هم بزنید و بگذارید تا ته نشین شود و سپس محلول را صاف کنید. اگر آب دارای سولفید، سولفیت یا تیوسولفات باشد یک میلی لیترH2O2   به آن اضافه کنید و به مدت یک دقیقه محلول را هم بزنید.

تیتراسیون: نمونه را در PH حدود 7 تا 10 مستقیماً تیتر کنید. اگر  PH نمونه در این محدوده نبود با افزایش  H2SO4یا NaOH آن را تنظیم کنید. یک میلی لیتر محلول شناساگر به آن افزوده و با AgNO3 استاندارد تا ظهور رنگ قرمز آجری تیتر کنید.

AgNO3رابا محلول استاندارد کلریدسدیم استاندارد کنید و مقدار محلول AgNO3 لازم برای تیترکردن نمونه شاهد را نیز یادداشت کنید.( شاهد آب مقطر حاوی شناساگر است)

معمولاً یک شاهد بین 2/0 تا 3/0 میلی لیتر نیترات نقره مصرف کنید.

محاسبه:

A= حجم AgNO3 به کار رفته برای نمونه (میلی لیتر)

B= حجم AgNO3 به کار رفته برای شاهد (میلی لیتر)

N= نرمالیته AgNO3

تعیین کلرید به روش پتانسیومتری:

کلرید به وسیله تیتراسیون با محلول نیترات نقره توسط پتانسیومتری با جفت الکترود شیشه و نقره- کلرید نقره تعیین می شود. طی تیتراسیون جهت آشکارسازی اختلافات پتانسیل بین دو الکترود از یک ولت متر الکترونیکی استفاده می گردد. نقطه پایان تیتراسیون آنجایی است که به ازاء افزایش یک مقدار جزئی نیترات نقره بیشترین تغییر در ولتاژ مشاهده شود.

کلسیم:حضور کلسیم (پنجمین عنصر از حیث فراوانی) در محیط آبی ناشی از عبور آب در میان سنگ ها و رسوبات آهکی دولومیت، گچ و لایه های گچ مانند می باشد. میزان کلسیم در آب بسته به منبع و ویژگی های آن می تواند دامنه ای از صفر تا چندصد میلی گرم در لیتر را در بر بگیرد. کلسیم در غلظت های کم می تواند با ایجاد یک پوشش محافظ روی سطح لوله ها با خوردگی لوله های فلزی توسط آبهای خورنده مقابله کند. از سوی دیگر غلظت های زیاد ترکیبات کلسیم درآب دراثرحرارت به شکل پوسته هایی در دیگ های بخار، لوله های آب گرم و ظروف آشپزخانه رسوب می کند. کلسیم از مهمترین عوامل مولد سختی در آب بوده و بخش اصلی سختی کل را تشکیل می دهد.

سختی گیری از آب به روش های شیمیایی، اسمز معکوس، الکترودیالیز و یا تبادل یونی برای کاهش یون کلسیم و سختی مرتبط با آن بسیار موثر است.

انتخاب روش :

روش های جذب اتمی و ICP (پلاسمای جفت شده القایی) شیوه های دقیقی برای سنجش کلسیم می باشند روش تیتراسیون با EDTA برای کارهای روزمره نتایج خوبی می دهد. برای نمونه های حاوی مقادیر زیاد فسفر (بیش از 50 mg/l) به علت ایجاد تداخل دو روش بالا بجای روش EDTAپیشنهاد   می شود.

نگهداری نمونه:

کربنات کلسیم در اثر ماندن نمونه ممکن است ته نشین شود پیش از آزمایش باید مجدداًٌ به صورت محلول در آید.

تعیین کلسیم به روش حجم سنجی با استفاده از EDTA (کمپلکس سنجی):

زمانی که EDTA (اتیلن دی آمین تترا استیک اسید) یا نمک دی آن به آب حاوی کلسیم منیزیم اضافه شود اتبدا با کلسیم ترکیب می شود در صورتی که PH به اندازه ای بالا باشد که منیزیم موجود در نمونه اساساً به صورت هیدروکسیدمنیزیم رسوب کند با استفاده از شناساگری که فقط با کلسیم ترکیب می شود غلظت کلسیم را مستقیماً به کمک EDTA تعیین کرد. بسیاری از شناساگرهای افزوده شده به نمونه زمانی که تمام کلسیم در 13-12= PH با EDTA تشکیل کمپلکس داد تغییر رنگ می دهند.

عوامل مداخله گر: در این آزمایش و در شرایط ذکر شده یونهای زیر با غلظت های ذکر شده در تعیین سختی کلسیم مزاحمتی ایجاد نمی کنند.

5mg/l pb+2, 5mg/l zn+2, 10mg/l mn+2, 20 mg/l Fe+3, 20 mg/l Fe+2, 2 mg/l cu+2, 5mg/l Al+3, 5  ارتو فسفات با کلسیم درآزمایش رسوب می دهند استرانسیوم و باریوم تداخلی اثر افزایشی داشته و قلیائیت بیش از mg/l 300می تواند در آبهای سخت تشخیص نقطه پایانی را با مشکل  روبه رو سازد.

روش کار

وسایل مورد نیاز:

                1-بورت 25 یا 50 میلی لیتری

2-پیپت ژوژ

3-بشر

4-ارلن مایر 250 میلی لیتری

5-بالن روژه

6-همزن

مواد مورد نیاز:

1-هیدروکسید سدیم(NAOH 1 نرمال)

2-شناساگرها از جمله شناساگرهامورکساید و پورپورات آمونیوم می باشند.

مورکساید در نقطه پایان از صورتی به ارغوانی مایل به بنفش تغییر رنگ می دهد. این شناساگر از حل کردن 150 میلی گرم آن در 100 گرم اتیلن گلیکول خالص تهیه     می شود.

3-محلول تیترکننده EDTA استاندارد 01/0 مولار

روش انجام آزمایش:

آماده سازی نمونه:

به دلیل بالا بودن  PHدر این آزمایش پیشنهاد می شود تیتراسیون را بلافاصله پس از اضافه کردن سود و شناساگر انجام دهید. 50 میلی لیتر یا حجم کمتری ازنمونه راکه تا 50 میلی لیتر رقیق شده و کلسیم موجود در آن حدود  5 تا 10 میلی گرم باشد را به کار ببرید. آبهای سخت با قلیائیت بیش از mg/l caco3 300 را با برداشتن حجم کمتری و رقیق نمودن تا 50 میلی لیتر یا به وسیله خنثی کردن قلیائیت با اسید و جوشاندن به مدت یک دقیقه و خنک کردن قبل از شروع تیتراسیون آزمایش کنید.

تیتراسیون:  0/2 میلی لیتر از محلول NaoH یا حجم مناسبی از آن ایجاد 13-12= PH به نمونه بیفزائید. سپس هم بزنیدو 1/0 تا 2/0 از مخلوط شناساگر انتخابی(مورکساید در این جا) یا (1تا 2 قطره از محلول آن) را نیز اضافه کنید. محلول EDTA را به آرامی به نمونه افزوده و تا رسیدن به نقطه پایان واکنش پیوسته محلول EDTA را به آرامی به نمونه افزوده و تا رسیدن به نقطه واکنش پیوسته محلول را هم بزنید نتیجه آزمایش به صورت  mg/l ca بیان می شود.

منیزیم:منیزیم در میان عناصر از حیث فراوانی در آب در درجه هشتم اهمیت قرار دارد. این فلز از ترکیبات مهم تعیین کننده کیفیت آبهای طبیعی و از عوامل اصلی مولد سختی آب می باشد. نمک های منیزیم در اثر حرارت تجزیه شده و در جدار داخلی دیگ های بخار پوسته های آهکی تشکیل  می دهند. سختی گیری به روش های شیمیایی، اسمز معکوس، الکترو دیالیز یا تبادل یونی، منیزیم و سختی حاصل از آن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. غلظت منیزیم در آب می تواند به منبع و ویژگی های آن از صفر تا چند صد میلی گرم در لیتر متغیر باشد.

انتخاب روش:

چهار روش برای اندازه گیری mg  در آبهای طبیعی پیشنهاد شده است.اندازه گیری مستقیم این فلزمی تواند با روشهای طیف سنجی جذب اتمی و ICP انجام گیرد. با روش وزن سنجی می توان منیزیم را تنها پس از حذف نمک های کلسیم از نمونه تعیین نمود. با انتخاب حجم مناسبی از نمونه هر یک از روشهای اشاره شده برای  اندازه گیری منیزیم قابل استفاده اند. انتخاب روش یک امر کاملاً نظری و تابع نظر و تجزیه آزمایشگر است.

تعیین منیزیم به روش محاسبه:

در صورتی که غلظت مزاحم به اندازه ای باشد که در تیتراسیون کلسیم مزاحمت ایجاد نکند و مواد بازدارنده مناسبی در تیتراسیون سختی به کار روند می توان منیزیم را از اختلاف بین سختی کل و سخنی کلسیم بر حسب caco3 محاسبه نمود.

Mg/L Mg= [Mg/L caco3 – mg/l   ]×0/243

آهن:در نمونه های صاف شده آبهای سطحی حاوی اکسیژن غلظت آهن به ندرت به 1 mg/l می رسد. بعضی از آبهای زیرزمینی و پسابهای صنعتی (پسابهای اسیدی ناشی از عملیات معدن)  می توانند حاوی میزان قابل ملاحظه ای از آهن باشند. آهن موجود در آب می تواند موجب لک شدن البسه و ظروف شود. بعضی مصرف کنندگان مزه تند ، تلخ و شیرین را در آبهای حاوی غلظت بیشتراز 1mg/lاین فلز رااحساس می کنند. در محیط احیاکننده آهن به صورت یون آهن دو ظرفیتی    ( فرو) موجود است. اصولاً در غیاب یونهای مولد کمپلکس یون آهن سه ظرفیتی (فریک) چندان محلول نیست مگر اینکه PH خیلی پائین باشد. در تماس با هوا در اثر افزودن اکسید کننده ها آهن دو ظرفیتی به آهن سه ظرفیتی اکسید شده که در نتیجه می تواند از طریق هیدرولیز تشکیل اکسید آهن سه ظرفیتی آبدار نامحلول را دهد. در نمونه های آب، آهن می تواند به صورت محلول حقیقی،حالت کلوئیدی که توسط مواد آلی منعقد شود به شکل کلمپلس های آلی یا معدنی و یا در قالب ذرات معلق درشت حضور داشته باشند. به طور کلی این فلز می تواند به صورت دو یا سه ظرفیتی، معلق و محلول در آبها اندازه گیری شود خاک رس و گل و لای نیز می تواند حاوی آهن محلول در اسید باشند. گاه ذرات اکسید آهن ناشی از پوسته لوله های رنگ زده وارد نمونه آب می شوند.

آهن ممکن است از سرپوش فلزی که جهت بستن درب ظروف نمونه استفاده می شود نیز وارد نمونه شود.

انتخاب روش:

میزان حساسیت و دامنه اندازه گیری روشهای طیف سنجی جذب اتمی،  ICP و رنگ سنجی به کمک شناساگر فنانترولئین مشابه بوده و عمدتاً جهت آزمایش نمونه آبهای طبیعی یا تصفیه شده مناسب می باشند. واکنش گرهای کمپلکس کننده مورد استفاده در روش رنگ سنجی، ویژه آهن  دو ظرفیتی بوده در صورتی که در جذب اتمی این طور نیست. به هر حال به علت ناپایداری آهن دو ظرفیتی که در تماس هوا به سادگی تبدیل به شکل  سه ظرفیتی آن می شود. تعییین میزان آهن دو ظزفیتی نیاز به رعایت موارد احتیاطی داشته و بهتر است که در محل و زمان نمونه برداری انجام گیرد. روش اندازه گیری آهن دو ظرفیتی به کمک 1و10 فنانترولئین دارای محدودیت هایی است. از نگهداری طولانی نمونه ها وتماس با نور می بایست خودداری شود. با به کارگیری یک روش ویژه که آن از باتوفنانترولئین استفاده می شود می توان تمایز کمی بین میزان آهن دو ظرفیتی و سه ظرفیتی قائل شد. شیوه های طیف سنجی که به کمک باتوفنانترولئین و دیگر واکنش های کمپلکس کننده آلی مثل فروزین یا TPTZ قادرند غلظت های کمتر از Mg/L 1 آهن را تعیین نمایند.

عوامل مداخله گر:

در میان عوامل مداخله گر می توان از اکسید کننده های قوی، سیانید، نیتریت و فسفات ها(پلی فسفات ها بیشتر از اورتو فسفات ها)، کرومیم، روی در غلظت های بیشتر از 10 برابر غلظت آهن، کبالت و مس در غلظت بیش از mg/l 5 و نیکل بیشتر از mg/l 2 نام برد. بیسموت، کادمیم، جیوه و مولیبدات و نقره و فنانترولئین را رسوب می دهند. جوشاندن اولیه نمونه با اسید پلی فسفات ها را به اورتوفسفات تبدیل کرده و سیانیدونیتریت راحذف می کند. افزودن هیدروکسیل آمین اضافی خطای ناشی از وجود غلظت زیاد ترکیبات اکسنده ی قوی را از بین می برد. در حضور یونهای فلزی دیگر برای تبدیل کمپلکس تشکیل شده توسط این عوامل مداخله گر میزان بیشتری از فنانترولئین به نمونه اضافه می شود. هر جا که غلظت های زیادی از یونهای فلزی مداخله گر وجود داشته باشد می توان از روش استخراج کمک گرفت.

اگر میزان قابل توجهی از رنگ یا مواد آلی در نمونه موجود باشد لازم است نمونه تبخیر شده، باقیمانده آن را به آرامی سوزانده و خاکستر شود. سپس در اسید حل گردد.

روش کار

دستگاهها و وسایل:

1-دستگاه رنگ سنجی:

یکی از موارد زیر مورد نیاز است:

الف)طیف سنج: برای استفاده در طول موج nm 510 با مسیر نور یک سانتی متر یا بیشتر.

ب)نورسنج فیلتری: با مسیر نور یک سانتی متر یا بیشتر و مجهز به یک فیلتر سبز که دارای حداکثر عبور در نزدیکی طول موج nm 510 باشد.

2-وسایل شسته شده با اسید: تمام شیشه آلات با اسید شسته و با آب مقطر آبکشی شوند.

مواد مورد نیاز:

برای تهیه استانداردها و محلولهای مورد نیاز باید از آب مقطر فاقد آهن استفاده کرد. واکنش گرها را بایددر  بطری های در بسته با در شیشه ای نگهداری کرد.

1-اسید کلریدریک غلیظ

2-محلول هیدروکسیل آمین: 10 گرم NH2OH.HCL  را در 100 میلی لتر آب مقطر حل کنید.

3-محلول بافر استات آلونیوم: 250 گرم NH4C2H3O2 را در 150 میلی لیتر آب مقطر حل کنید 700 میلی لیتر اسید استیک غلیظ به آن بیفزائید.

4-محلول استات سدیم: 200 گرم H2O 3، NaC2H3O2 را در 800 میلی لیتر آب حل کنید.

5-محلول فنانترولئین: 100 میلی گرم فنانترولئین یک آبه را در 100 میلی لیتر آب در دمای 80 درجه  سانتی گراد و همراه با هم زدن حل کنید.

6-محلول ذخیره(غلیظ آهن)

4-محلول های استاندارد آهن: محلولهایی با غلظت متفاوت و مشخص

روش انجام آزمایش:

آهن کل: نمونه را به طور کامل مخلوط کرده و 50 میلی لیتر از آن را در یک ارلن مایر 125 میلی لیتری بریزید 2 میلی لیتر HCL غلیظ و یک میلی لیتر محلول NH2OH.HCL  بیفزایید. تعدادی سنگ جوش را در نمونه انداخته و تا نقطه جوش حرارت دهید. برای اطمینان از انحلال تمام آهن، جوشیدن را تا کاهش حجم نمونه به 15 تا 20 میلی لیتر ادامه دهید. نمونه را در دمای اتاق سرد کرده و به یک بالن روژه 50 تا 100 میلی لیتری انتقال دهید. 10 میلی لیتر محلول بافراستات آمونیوم و 4 میلی لیتر محلول فنانترولئین به نمونه بیفزائید و تا خط نشانه آن را رقیق کنید. محلول را کاملاً مخلوط کرده و حداقل 10 تا 15 دقیقه برای ظاهر شدن کامل رنگ  به آن فرصت دهید.

آهن محلول: بلافاصله بعد از نمونه برداری نمونه را به وسیله یک صافی غشایی 45/0 میکرون داخل یک ارلن خلاء حاوی یک میلی لیتراسید کلریدریک غلیظ به ازای هر 100 میلی لیتر نمونه بریزید. محلول زیر صافی را برای آهن کل محلول یا آهن دو ظرفیتی محلول آزمایش کنید. میزان آهن به شکل ذرات معلق را با محاسبه تفاوت بین آهن کل و آهن محلول به دست آورید.

آهن دو ظرفیتی: به دلیل امکان تغییر آهنII  به آهنIII با گذشت زمان در محلول های اسیدی بهتر است غلظت آهن دو ظرفیتی در محل نمونه برداری اندازه گیری شود. برای این کار نمونه باید اسیدی شود. به این ترتیب که دریک ظرف  نمونه برداری جداگانه به ازای هر 100 میلی لیتر نمونه 2 میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ بریزد و سپس بطری را مستقیماٌ از آب منبع پر کرده و در آن را محکم ببندید. بلافاصله حجم 50 میلی لیتر از نمونه اسیدی شده را در بالن 100 میلی ریخته ، 20 میلی لیتر محلول فنانترولئین و 10 میلی لیتر استات آمونیوم به آن افزوده و به شدت هم بزنید تا مخلوط شوند. این مخلوط به حجم 100 میلی لیتر برسانید شدت رنگ نشکیل شده را در 5 دقیقه بخوانید. آهن سه ظرفیتی را از اختلاف بین آهن کل و آهن دوظرفیتی محاسبه کنید.

اندازه گیری رنگ:

حداقل 10 استاندارد از 1 تا 100 میلی گرم آهن در حجم نهایی 100 میلی لیتر تهیه کنید.

دستگاه را توسط آب مقطر صفر کنید.و جذب استاندارد ها و نمونه ها را بخوانید.(جذب در 510 نانومتر خوانده می شود).جذب هارا می توان مستقیم از روی دستگاه خواند و یا نمودار کالیبراسیون را رسم و جذب نمونه را از روی آن مشخص کرد.

سولفات:                                                                                                    

حضور در آب و فاضلاب:

سولفات به شکل گسترده ای در طبیعت توزیع شده است و در آبهای طبیعی در دامنه ای از غلظت از چند تا چندین هزار میلی گرم در لیتر موجود می باشد. مواد زائد حاوی سولفید حاصل از استخراج معادن به دلیل اکسیداسیون سولفید آهن مقدار زیادی SO4-2 وارد محیط می کند. سولفات منیزیم و سدیم اثر ملین به آب می دهد.

انتخاب روش:

برای غلظت های بالای mg/l, SO4-2   1/0 روش کروماتوگرافی یونی و برای غلظت های بیشتر از10 mg/l, SO4-2  روشهای وزنی مناسب است. روش کدورت سنجی برای غلظت هایی از 1 تا 40 میلی گرم در لیتر so4 قابل استفاده است.

نمونه برداری و نگهداری:

در حضور مواد آلی ، برخی باکتری ها ممکن است SO4-2   را بهS-2  احیا کند. برای پیشگیری از این مسئله نمونه های خیلی آلوده باید در دمای 4C نگهداری شود.

تعیین سولفات به روش کدورت سنجی با کمک محلول بافر:

یون سولفات SO4-2در  محیط اسیدی (اسید استیک) با کلرید باریم ( 2Bacl) به کریستال های یکسان Baso4 تبدیل و در محلول معلق نگه داشته میشود. جذب نور توسط سوسپانسیون Baso4 به وسیله یک نورسنج اندازه گیری شده و در نتیجه غلظت SO4-2 از راه مقایسه مقدار خوانده شده با نمودار استاندارد تعیین می گردد.

عوامل مداخله گر:

مقادیرزیاد رنگ و مواد معلق ایجاد مزاحمت خواهند کرد. تعدادی از مواد معلق می توانند با صاف کردن حذف شوند. مقادیر بیش ازmg/l 500  سیلیس ایجاد مزاحمت خواهند کرد. در آبهایی که میزان مواد آلی بالاست ممکن است رسوب دادن Baso4 به سادگی صورت نگیرد. در آبهای  آشامیدنی بجز سولفات که در محیط اسیدی با باریم تولید ترکیب نامحلول می کند یون دیگری وجود ندارد. آزمایش بهتراست در دمای اتاق انجام شود. تغییرات دما تا 10درجه سانتی گراد خطای محسوسی ایجاد نخواهدکرد.

روش کار

دستگاهها و وسایل:

1-همزن مغناطیسی

2-نورسنج: یکی از موارد زیر بر حسب ارجحیت مورد نیاز است:

1-نفلومتر

2-طیف سنج نوری: برای کار در طول موج 420 mm و ایجاد مسیر نور از 2.5 تا 10 سانتی متر

3-کرنومتر

6-بالن زوزه 1000 میلی لیتری

مواد مورد نیاز:

1-محلول بافر A : 30 گرم کلرید منیزیم mgcl2 ,6H2o))و 5گرم استات سدیم cH3cooNa,3H2o  0/1 گرم نیترات پتاسیم     و 20 میلی لیتر اسید استیک  cH3cooH 99% را در 500 میلی لیتر آب مقطر حل کرده و حجم آن را به 1000 میلی لیتر برسانید.

2-محلول بافرB  : هنگامی که غلظت SO4-2 نمونه کمتر از  mg/L10 است مورد استفاده قرار می گیرد 30 گرم MgCL2 , 6H2O. 5 گرم CH3COONA,3H2O ، 0/1 گرم KNO3  111/0 گرم سولفات سدیم و NA2SO4 و 20 میلی لیتر محلول اسید استیک 99% را در 500 میلی لیتر آب مقطر حل و به حجم 1000 میلی لیتر برسانید.

3-کلرید باریم  Bacl2 : کرستالهایی به اندازه 20 تا 30 مش . هنگام استاندارد کردن ، بااستفاده از این محدودمش و بافر مناسب کدورت یکنواختی تولید می شود.

4-محلول استاندارد سولفات: محلول سولفات استاندارد به یکی ازدوروش زیرتهیه می شود.دراین محلول        1 ml= g SO

1-1.04 mlاسیدسولفوریک 0200/0 نرمال استانداردر به کمک آب مقطر تا 1000 میلی لیتر رقیق کنید.

2- 1479/0 گرم  Na2so4 بی آب را در آب مقطر حل کرده و تا ml1000 رقیق کنید.

روش انجام آزمایش:

تشکیل سولفات باریم: 100ml  نمونه یا حجم مناسبی از نمونه که تا 100 میلی لیتر رقیق شده است در ارلن های 250 میلی لیتری بریزید. به این محلول 20ml بافر افزوده و با دستگاه همزن آن را مخلوط کنید . درحال همزدن ، به اندازه یک قاشق کریستال Bacl2  به آن اضافه کنید و فوراٌ زمان بگیرید. نمونه را مدت 60 ثانیه با سرعت ثابت هم بزنید.

اندازه گیری کلرید باریم:

بعداز پایان هم زدن محلول را فوراٌ داخل سل نورسنج ریخته و کدورت یا جذب آن را در 50 دقیقه بگیرید. علاوه بر نمونه ها یک شاهد واکنشگر (آب مقطر حاوی تمام افزودنیها که مراحل آزمایش کلاً در مورد آن انجام شده باشد) نیز می بایست تهیه و آزمایش شود.

برای کاهش خطا ، اندازه گیری نمونه ها ، استانداردها، شاهد را همزمان و به ترتیب افزایش غلظت انجام دهید.

تهیه نمودار کالیبراسیون:

غلظتSO4-2 نمونه رابا استفاده ازمیزان کدورت خوانده شد. به کمک نمودار کالیبراسیون که براساس استانداردهای SO4- رسم شده است تعیین کنید. استانداردها را در محدوده صفر تا 40 mg/l با فاصله 5 mg/l تهیه کنید.

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم فروردین 1391ساعت 21:0  توسط neda  | 

بیایید با هم سری بزنیم به آزمایشهای شیمی

تعیین ثابت تعادل شناساگرهابه روش فوتومتری

الف) تعیین ضرایب جذب مولی

دوبالن ژوژه((25 mlبرداشتیم،دریکی از آن ها( 2.5 ml)از   10-3  M    KMnO4ودردیگری(2.5 ml)از K2Cr2O7   10-3 M ریختیم وآنهاراباآب مقطر به حجم25 میلی لیتر رساندیم.

   M1V1=M2V2   2.5 ml × 10-3 = 25 ml × M   M=1 * 10-4 

بنا بر این مولاریته محلول با تغییر حجم به        1 * 10-4  کاهش یافت.

دونمونه را جدا جدا  داخل دوسل شیشه ای ریخته وبرای هرکدام درطول موجهای400و530، جذبهاراتوسط دستگاه فوتومترخواندیم. اگر α را KMnO4 و β را K2Cr2O7 در نظر بگیریم داریم :

λ max  = 530 nm  

λmax  = 400 nm                     

از آنجائیکه غلظت و جذب های مربوطه مشخص است بنابراین می توان ϵ ها را محاسبه نمود.

با فرض اینکه طول سل برابر 1 سانتی متر ست ، در λ max  = 530 nm  داریم :

                                Aα = ϵ1 b C1  0.21= ϵ1*1*10-4    ϵ1=2100

Aβ 2 b C2     0.0=ϵ2*1*10-4     ϵ2=o.o    

در   λmax  = 400 nm داریم :

 =έ1* b*C   0.24 = έ1*1*10-4   1=2400   αÁ 

= έ2* b*C2         0.075= έ2*1*10-4    2=750    βÁ

  ب) تعیین غلظت مخلوط پرمنگنات ودی کرومات در نمونه مجهول و به دست آوردن مقدار میلی لیتر برداشته شده از نمونه اولیه آنها

نمونه مجهول که مخلوطی ازپرمنگنات ودی کرومات بود راداخل سل ریخته ودر همان طول موج هاییکه ϵهای مربوط به تک تک این مواد به دست آمد ،جذبهاراخواندیم ودر نتیجه می توان غلظت و حجم محلول پرمنگنات ودی کرومات را در مخلوط به صورت زیربه دست آوریم:

λ = 400nm            A = 0.2

λ = 530nm              A = 0.15

در 530  نانو متر داریم :

A =ϵ1bC12bC2     0.15 =2100*1*[MnO4-] +0.00*1*[Cr2O72-]         [MnO4-] = 7.14*10-5 M

در 400 نانومتر داریم :

1*b*C1 + έ2*b*C2    0.2=2400*1*7.14*10-5+750 *[Cr2O72-]      [Cr2O72-] =3.87*10-5 M     =Á

حال حجم هر کدام را در مخلوط محاسبه می کنیم:

{M1V1=M2V2}                          

3.87*10-5 *25 = V MnO4-*1*10-3               V MnO4- = 96.75*10-2 1 CC                 

 7.14*10-5*25 = V Cr2O72- *1*10-3        V = 1.78 CC ≈ 2CC                                     

ج) نمونه های اسیدی و بازی و تعیین max 𝛌و 𝛜 آنها

 در دوارلن25 ml درداخل یکی 1 mlشناساگر و ,3mlNaOHودردیگری1 ml از همان شناساگر3mlHCl, ریختیم وباآب مقطر به حجم رساندیم. غلظت اولیه شناساگر200 ppmبود.

ابتدا غلظت محلول شناساگر را در بالن 25 میلی لیتر محاسبه می کنیم.  

200 *1 = M *25 M = 8ppm                     

     در اینجا ما به دنبال تعیین ثابت تعادل واکنش ذیل هستیم:

HIN H+ + IN-                                               

در محیط اسیدی HIN تولید می شود و در محیط بازی- IN تولید می شود.

مقداری از محلول اسیدی و بازی را داخل سل ریخته و توسط دستگاه اسپکتروفوتومتر max 𝛌را به دست می آوریم.

λmax, = 400nm       AIN- = 0.12         AHIN= 0.17      

λmax, =640 nm       AIN- = 0.38      AHIN= 0.01 

با توجه به غلظت و جذب های خوانده شده مقادیر ϵ را بدست می آوریم.  به ترتیب نشان دهنده HIN،- IN هستند.

λmax, = 400nm         

λmax, =640 nm    

سپس نمونه ای که حاوی 1 میلی لیتر از آن شناساگر و 3 میلی لیتر بافر جذبش را در 2 طول موج 640 و 400 گرفتیم

 

 

Kw =

Kw = 10 -7.2 × 3.88 / 4.56 = 0.83 × 10 -7.2  = 5.237 × 10 -8

pK = - log K = - log 5.237 × 10 -8 = 7.28                                                                       

 

 

 

کرماتوگرافی گازی GC (GLC)

مشخصات دستگاه:

گاز حامل : ازت (N2)

ستون موئین:  نیمه قطبی

آشکارساز:   FID  (یونش شعله ای) 

 

 

 

 

توضیح: برای تست روشن بودن  FIDآینه را بالای قسمت آشکارساز دستگاه نگه میداریم،اگربخاربرروی آن نشست یعنی که  شعله روشن است. این آشکارسازبه ترکیباتی که دارای کربن وهیدروژن هستندجواب میدهد. اتمها ی ا لکترونگاتیو،الکترون رامیبلعند وقدرت آشکارساز راپایین میآورند.

گاز حامل باید یک گاز بی اثر باشد تا با فاز ساکن ویا نمونه واکنش ندهد به همین دلیل معمولآ از N2 ویا He   استفاده می شود. مقدار 5-1 میکرولیتر نمونه مایع  به وسیله سرنگ مخصوصی وارد محل تزریق و سپس تزریق نمود. برای نمونه های گاز نیز باید حجم بیشتری انتخاب شود. نمونه پس از تزریق در نتیجه گرمای حاصل تبدیل به گاز شده و با گاز حامل حخلوط شده و به طرف ستون می رود.

ستون:

ستون GCاز نوع ستونهای پر شده و یا ستون های مویینه capillary))است قطر ستون پر شده بین 10-2میلی متر و طول آنها 4-1  متر است .جنس آنها از مس ، فولاد زنگ نزن ،آلومینیوم ویا شیشه است که معمولا" به شکل مار پیچ داخل دستگاه قرار می گیرد.داخلستون یک مایع دیر جوش مانند روغن پارافین یا روغن سیلیکون است تا حدود 400 درجه سانتی گراد مقاوم است و به صورت لایه نازکی روی تکیه گاه جامد کوت شده است .ستون مویینه به طول 100-1 متر و قطر داخلی 3-2 میلی متر می باشد.  که در این حالت فاز ساکن که مایغی دیر جوش است به صورت فیلمی نازک بر روی جدار داخلی ستون قرار دارد. دمای ستون را می توان روی دمای خاصی تنظیم کرد و جداسازی ها را به صورت هم دما انجام داد و همچنین در برخی موارد که تفاوت نقطه جوش اجزا زیا د است بهتر است از روش برنامه ریزی دمایی استفاده نمود.

دتکتور های GC:

FID(1  :

در این دتکتور کمتر از یک درصد نمونه یونیزه شده که حاصل آن برقراری جریان در مدار است که به جهت کوچک بودن جریانبه وسیله آمپلی فایر تقویت شده و در نهایت به صورت پیک ثبت می شود.این دتکتور برای نمونه ای مرطوب مناسب است و آب جذب نمی کند

TCD(2 :

این دتکتور از دو محفظه کاملا" هم اندازه تشکیل شده که هر یک دارای یک سیم پیچ داغ است .گاز حامل از یکی از سیم پیچ ها عبور نموده و پس از گذراز ستون وارد سیم پیچ دوم می شود که اگر گاز حامل خروجی از ستون حاوی نمونه نیز باشد در این صورت چون گرما رسانندگی همه ی ترکیبات از هیدروژن و هلیوم کمتر است لذا سیم پیچ داغتر شده و مقاومت آن  افزایش می یابد که حاصل آن کاهش شدت جریان است در این صورت دتکتور اختلاف جریان را ثبت نموده و به شکل پیک ظاهر میکند.

3)ECD

در این دتکتور اشعه بتا ساطع شده از نیکل 63 یا تریتیوم نشانده شده روی پلاتین گاز نیتروژن موجود روی دتکتور را یونیزه نموده که حاصل آن تولید الکترون و برقراری جریان است حال در اثر ورود ترکیب حاوی اتم الکترونگاتیو از ستون GCاین گروه ها الکترون را جذب کرده در نتیجه جریان کاهش می یابد که به صورت پیک کروماتوگرافی ظاهر میشود

پس از تزریق نمونه وبه دست آوردن پیکها،مساحت زیرپیک رابامساحت زیرپیک ماده خالص بررسی کرده ومقدارماده رادرنمونه محاسبه میکنیم.

سطح زیر دو پیک دریک نمونه رادرصورتی میتوان باهم مقایسه کردکه ساختارشیمیایی مشابه وتقریبایکسانی داشته باشنددرغیراینصورت هرپیک رابایدباپیک نمونه خالص آن مقایسه کرد.

شرح آزمايش:                                                               

در اين آزمايش ستون از نوع ستون هاي موئينه يا كاپيلار غير قطبي بوده و از فاز حامل ازت استفاده شد. دماي ستون 60 درجه سيلسيوس و دماي محل تزريق 150 درجه سيلسيوس و دماي دتكتور 250 درجه سيلسيوس بود.                                                                                                                     

4 نمونه مورد آزمايش قرار گرفت:  نرمال پنتان  و تولوئن و بنزن و نرمال هگزان  كه هم جداگانه به بررسي زمان بازداري نمونه پرداختيم و هم هنگامي كه مخلوطي از همه نمونه ها داشتيم به بررسي پرداختيم    

 

 

 

 

 

اندازه گیری آهن:

دراین  آزمایش برای اندازه گیری نمونه موردنظرابتدابایدنمودارکالیبراسیون رابه دست آوریم.برای اینکارازنمونه استانداردFe3+ (C=50 ppm) استفاده میکنیم. ازطریق محاسبه زیرمقدارحجم موردنیاز برای تولید محلولهای4,2,1 ppmراازنمونه استانداردبرداشته وداخل3بالن ژوژه25 ml میریزیم.

C

1

2

4

V

0.5

1

2

M1V1=M2V2} }

50* V = 25 *1   V=0.5ml  

50* V = 25*2         V=1ml

50* V = 25*4      V =2ml

از آنجائیکه ترکیبات رنگی در vis جذب دارند و بدلیل اینکه کنجد و تخم مرغ بی رنگ است باید آن ها را رنگی کرد قبل از آن ابتدا Fe3+ را با 4CC  آسکوربیک اسید احیا کردیم تا توسط لیگاند فناترولئین تشکیل کمپلکس دهد برای پایداری رنگ 4cc بافر اضافه کردیم.سپس باآب مقطربه حجم رساندیم ازآنجاکهmaxλبه غلظت بستگی ندارد،ازیکی ازمحلولهامقداری داخل سل شیشه ای ریخته،درداخل دستگاه اسپکتروفوتومتر قراردادیم و maxλ خواندیم.

Max = 520 nmλ

برای ادامه کاردردستگاه فوتومتر،فیلتر520 (دارای شیشه زرد)را انتخاب می کنیم و در داخل دستگاه قرار می دهیم.مقداری از محلول ها را داخل سل های جداگانه ریخته و در دستگاه فوتومتر قرار می دهیم و پس از تنظیم صفر دستگاه توسط آب مقطر ، جذب هر کدام از آنها را خوانده و نمودار کالیبراسیون را بر اساس جذب بر حسب غلظت رسم کرده و معادله مربوط به آن را به دست می آوریم.

4

2

1

C

0.7

0.51

0.24

A

 

 

 

 

 

         

 

     برای اندازه گیری آهن نمونه های کنجدو تخم مرغ  ، 1ccکنجد (10g/100ml) و 5ccتخم مرغ (10g/100ml) را به طور جداگانه در 2 بالن ژوژه ریختیم و مانند مرحله اول آسکوربیک اسید و مواد دیگر را اضافه کردیم ، سپس از نمونه ها داخل سل ریخته و در دستگاه فوتومتر جذب آنها را خواندیم و مقدار خوانده شده را در معادله فوق گذاشته و غلظت آهن را به دست می آوریم.

 

محاسبه غلظت تخم مرغ :

Y=1.5X – 0.666

0.18 = 1.5 X – 0.666    ⇝  X = 0.564 ppm

محاسبه غلظت کنجد:

Y=1.5X – 0.666

0.23 = 1.5 X – 0.666   ⇝   X = 0.597 ppm

       0.18 جذب تخم مرغ 

 

0.23 جذب کنجد        

 

                                                                                                           

اندازه گیری  فسفر

ازنمونه محلول هایی  که می سازیم برای رسم نمودار کالیبراسیون استفاده می کنیم . لازم به ذکر است فسفات محلول نمونه  C=100 ppm بود. محلول هایی با غلظت 1،2،4 و 6 ppm  ساختیم.

C

1

2

4

6

V

0.25

0.5

1

1.5

M1V1=M2V2} }

 

1*25=V*100               V=0.25ml

                       2 *25=V*100              V=0.5ml  

4*25=V*100               V=1.0  ml

6*25=V*100               V=1.5ml  

 

 

به محلولهای ساخته شده 2 ml اسید نیتریک و 4 ml مولیبدات و 2 ml آسکوربیک اسید اضافه کردیم(آسکوربیک اسید Mo6+ به Mo5+ تبدیل کرده تا با فسفات ترکیب شود) و سپس با آب مقطر به حجم می رسانیم.  

max = 400 nm)

در یک لوله آزمایش آب مقطر ریخته و صفر را تنظیم می کنیم و بعد تک تک محلول ها را اضافه کرده و جذب را می خوانیم.

در طول موج400 برای 4 محلول بالا جذب ها را خوانده و سپس نمودار کالیبراسیون را رسم می کنیم.

6

4

2

1

C

0.542

0.400

0.295

0.239

A

 

              

2ml  محلول سیب زمینی (50g/100ml) و 5 ml محلول گوشت (1g/100ml) و 5ml   شیر  و 5  ml  لپه را در بالن 25 ml به طور جداگانه ریخته و 2cc اسید نیتریک و  4ccمولیبدات و2cc ویتامین Cاضافه کرده و سپس با آب مقطر به حجم رساندیم. محلول ها را داخل سل ریخته در دستگاه اسپکتروفوتومتر  می گذاریم و جذب آنها را می خوانیم.عدد به دست آمده را در معادله بالا گذاشته و غلظت فسفر نمونه ها را به دست می آوریم.

A=0.687     C=0.99ppm شیر

A = 0.765       C=1.038ppm

 

A=0.915        C =1.126ppm  گوشت

 

A = 0.160      C=0.68              سیب زمینی

    

 

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم فروردین 1391ساعت 20:52  توسط neda  | 

ضیافت شگفتی است و ضیافت کده‌ای شگفت‌تر.

ضیافت گرسنگی!

ضیافت بر سفره‌ای تهی از بانگ نوشانوش، خالی از خوردن.

و میزبان خدا، با او که خوان نعمت بی‌دریغش همه جا کشیده.

و ...

مهمان من و تو!

یک ماه چشم و لب فرو بستن، نخواستن، ندیدن، نشنیدن.

آماده برای شنیدنی دیگر، نوشیدنی دیگر و دیدنی که چشم‌های عادی و مادی از آن محرومند.

آماده برای شنیدن وحی، پیامبر گونه‌شدن، مداحی روح القدس را نوشیدن و نیوشیدن؛

تنزل الملائکته و الروح...

زیر بارش متواتر و ممتد وحی، در فرود مستمر ملائک، به «سلام» رسیدن، درک مطلع فجر که سلامٌ هی حتی مطلع الفجر.

ماه شگفتی است. ماه شستن پلک‌ها از خواب برای ادراک لذت شیرین خلوت شبانگاه، ماه صیام و قیام و سلام، ماه هدایت و بینات و فرقان، هدی للناس و بینات و من الهدی و الفرقان.

به ضیافت کده‌ای می‌آییم که رسم مهمانی از «نان» گرفتن و بر «جان» افزودن است.

دهان بستن و چشم گشودن است، زنگار از زندگی زدودن است.

به ضیافت کده‌ای می‌آییم که شرط ورود تقواست و شرط خروج نیز!

و مگر خدای رمضان، شهر رمضان را «لعلکم تتقون» نخوانده است؟!

بر سر در این شهر نوشته‌اند: پاکی، شرط ورود است.

غسل در اشک زدم کاهل طریقت گویند

پاک شو اول و پس دیده بر آن پاک انداز

+ نوشته شده در  پنجشنبه دهم فروردین 1391ساعت 19:4  توسط neda  |