Том 2 (1109662), страница 39

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 39)

Предварительно весь неорганический углерод, кото­рый может находиться в форме растворенного СОг или карбонатов,удаляют кипячением с фосфорной кислотой и при необходимоститакже определяют. Для суспензий или твердых проб может потре­боваться дополнительное высокотемпературное воздействие.В основе определения органического углерода лежит термиче­ское или химическое окисление органического вещества пробы доСОг, который затем определяют непосредственно или после восста­новления до метана.

Существует много способов полного окисленияорганических веществ до СОг- Один из наиболее распространенных,применяемый как для твердых, так и для жидких проб, — окислениепри помощи персульфата калия с дополнительным УФ-облучением.Определение СО'2 проще всего осуществить при помощи без­дисперсионного ИК-анализатора. Возможно также использованиекислотно-основного титрования в неводных средах, кулонометрии,СОг-селективных электродов или катарометрическое определениепосле восстановления до метана.Окисляемость воды характеризуют величинами, называемымихимическим потреблением кислорода (ХПК) и биохимическим по­треблением кислорода (ВПК). Определение ХПК основано на окис­лении органических веществ до СОг бихроматом калия. Для этогопробу воды кипятят с раствором К2СГ2О7 в серной кислоте и оттитровывают непрореагировавший избыток бихромата калия стан-210Глава 8.

Специальные вопросы аналитической химиидартным раствором Fe(II) с индикатором ферроином (раздел 2.5):Cr 2 O?" + 6Fe 2+ + 14H + = 2Cr 3+ + 6Fe 3+ + 7H 2 O.Величина ХПК численно равна массе кислорода (мг), эквива­лентной количеству K 2 Cr 2 Oy, пошедшего на полное окисление 1лпробы воды. Она зависит как от содержания органических веществв воде, так и от их природы.Величина ВПК равна массе кислорода (мг), необходимой для ми­кробиологического окисления при 200C органических веществ, со­держащихся в 1 л пробы воды. При величине ВПК указывают такжедлительность микробиологического окисления в сутках. Так, обо­значение БПК 2 о означает биохимическое потребление кислорода за20 суток. Обычно в течение этого срока разлагается около 70% ор­ганических веществ, содержащихся в водах.Чем меньше численные значения любых из упомянутых параме­тров, тем выше качество воды.

Для сточных вод станций биологиче­ской очистки установлены следующие нормативы: БПК 2 о < 50 мг/л,ХПК < 150 мг/л, ООУ < 50 мг/л.Примером г р у п п о в ы х п а р а м е т р о в оценки качества вод мо­гут служить показатели содержания галогенпроизводных, образу­ющихся, в частности, в процессе хлорирования питьевой воды. Приэтом хлорированию подвергаются и растворенные в воде органи­ческие вещества. Различают содержание адсорбируемых, экстраги­руемых и летучих органических галогенов.

Содержание адсорби­руемой фракции определяют при помощи адсорбции на активиро­ванном угле из пробы воды, подкисленной азотной кислотой. За­тем адсорбент сжигают в токе кислорода при 10000C, газообразныепродукты сгорания пропускают через серную кислоту, поглощаютводой и определяют галогенид-ионы кулонометрическим титрова­нием электрогенерированными ионами Ag + с потенциометрическойиндикацией при помощи серебряного электрода (раздел 4.5).

Этаметодика является стандартной (германский стандарт DIN 38409,часть 14).Содержание экстрагируемой фракции определяют при помощиэкстракции 1,1,2-трихлортрифторэтаном. Экстрагент испаряют, оста­ток сжигают и определяют галогениды титриметрическим методом.Изучение пространственного и химическогораспределения веществДанные по общему (среднему) содержанию тех или иных компо­нентов во многих случаях не представляют для аналитической хи-8.1. Анализ объектов окружающей среды 21 Iмии окружающей среды особого интереса. Для многих металлов по­движность в окружающей среде, усвояемость живыми организмамии токсические свойства очень сильно зависят от того, в какой хими­ческой форме находится элемент. Отметим, что во многих случаяххимическая форма элемента более-менее однозначно определяетсяего физическим состоянием и средой нахождения: в растворе, в ви­де взвешенных, аэрозольных частиц или макроскопической твердойфазы.

Часто бывает важно установить, в какой степени окислениянаходится элемент, в свободном (в виде аквакомплексов) или связан­ном состоянии, и если в связанном, то с какими лигандами и каковаустойчивость этих комплексов. Также бывает важно выяснить рас­пределение вещества по физическим формам (фазам).Для решения всех подобных задач необходимо тщательно про­думать общую схему анализа, позволяющую как можно полнее раз­делить определяемый компонент на фракции с точки зрения какфизической, так и химической формы существования. После этогоанализ отдельных фракций можно выполнить на основе обычныханалитических подходов. В настоящее время также интенсивно раз­рабатываются специальные методы, позволяющие непосредственноопределять отдельные химические формы.Характер проблем, возникающих при изучении распределениявещества по формам и средам существования, мы рассмотрим по­дробнее на примере распределения свинца в организме человека.Важно выяснить, в каких именно органах преимущественно накап­ливается свинец.

Определение свинца в биологических жидкостях(кровь, моча) или, например, в молочных зубах не вызывает прин­ципиальных проблем. В то же время определение свинца в костях —где, как предполагают, он главным образом и накапливается — со­ставляет, очевидно, далеко не простую задачу (как отобрать про­бу?). Масштабы накопления свинца в костях можно оценить косвен­но на основании примерной схемы суточного материального балансапо свинцу для среднестатистического горожанина, в которой учте­ны различные источники поступления свинца в организм (рис.

8.3).В настоящее время в качестве предельно допустимой концентра­ции свинца в крови принята величина 25 мкг на 100 мл. Для детейэта величина должна быть меньше. Разумеется, все числа, приве­денные на рис. 8.3 — ориентировочные, оцененные из данных обыч­ных методов анализа, включающих химическое разложение проб иатомно-абсорбционное определение.Что касается распределения свинца по химическим формам су­ществования, то здесь наблюдается большое разнообразие как неор-212Глава 8. Специальные вопросы аналитической химииганических, так и органических форм.

Например, в дождевой воденайдены как свободные ионы P b 2 + , так и множество алкилпроизводных. Для их раздельного определения можно использовать ВЭЖХв сочетании с атомно-спектроскопическимдетектированием.воздух(аэрозоль)вода(свободный исвязныйкомплексы)25 мкгнакапливаетсяв костях200 мкгвыделяетсяпитание(связанное вкомплексы)Р и с . 8.3. Суточный материальный баланс по свинцу для среднестатисти­ческого горожанина.ОH3C..он•а,IH3C^t? ^ онAsIонCH 3диметиларсиноваякислота (DMA)монометиларсоноваякислота (MMA)CH 31^ A s+г-CH,'CH 30арсен-бетаинH С3CH 3I ^CH,он""As* УICH 2CH 1арсен-холинР и с . 8.4. Некоторые формы существования мышьяка в окружающей среде.Этот же подход используют и для определения форм существо­вания других элементов.

Так, мышьяк в окружающей среде можетнаходиться в виде неорганических ионов As(III) и As(V), монометиларсоновой (MMA) и диметиларсиновой (DMA) кислот, арсенбетаина и арсен-холина (рис. 8.4). На рис. 8.5 приведена хроматограмма природной смеси различных форм мышьяка. Она получена8.2. Анализ материалов 213при помощи ВЭЖХ с атомно-эмиссионным детектированием с ИСПи применением техники генерирования гидрида мышьяка (арсина).ог46вювремя удерживания, минР и с . 8.5.

Определение отдельных форм мышьяка в дождевой воде при по­мощи В Э Ж Х с АЭС-ИСП детектированием и гидридной генера­цией.Хроматографическим методом можно определить лишь те фор­мы существования элементов, которые устойчивы в условиях хроматографического процесса. Лабильные комплексы можно опреде­лить электрохимическими методами, если они электроактивны.8.2. Анализ материаловОсновные положенияДо сих пор мы рассматривали лишь анализ гомогенных или гомоге­низированных проб. Этот способ анализа называется валовым.

В тоже время при исследовании твердых тел наряду с определением ин­тегральных характеристик состава часто представляет интерес ирешение других задач. Вот некоторые из них.• Определение химического и структурного состава отдельныхмикроскопических областей, материала.• Определение фазового состояния элемента и природы его хи­мических связей, например, находится ли кремний в виде ни­трида (SiN) или карбида (SiC).• Выяснение характера распределения элемента по поверхностиили в объеме образца материала (рис.

8.6).• Изучение морфологии поверхности материала, ее рельефа (рис. 8.7).214Глава 8. Специальные вопросы аналитической химии/ ' :f/анализ в т очке/ » * »*?/линейный анализ,Ф/&№(&МРЛанализ поверхностиШРобъемный анализР и с . 8.6. Виды распределительного анализа твердых материалов.Для решения этих задач, связанных с пространственным рас­пределением элементов, необходимы специальные методы распре­делительного анализа — локального и анализа поверхности.

Характеристики

Список файлов книги