На главную страницу сайта Опыты по химии Химический Юмор. Научный Юмор Опыты по физике    



Форум Химиков - Энтузиастов. Химия и Химики

Эксперименты по Химии - Практическая Химия - Книги по Химии - Физика – Астрономия – Биология – Научный Юмор
Прежде чем отправить свое сообщение - ознакомьтесь с ПРАВИЛАМИ ФОРУМА.
Прежде чем создать новую тему - воспользуйтесь ПОИСКОМ, возможно, аналогичная тема уже есть

All times are UTC [ DST ]




Post new topic Reply to topic  [ 14 posts ] 
Author Message
 Post subject: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤10%
PostPosted: 31 Jan 2017 04:43 
Offline
Посетитель
Посетитель

Joined: 31 Jan 2017 04:22
Posts: 7
Здравствуйте! не подскажите, какая методика лучше всего подойдет для определения концентрации Al в диапазоне 1-20 мг/л (по Al2O3) с относительной погрешностью не более 10%? Определение будет производится в пробе воды после добавления коагулянта (сульфата или оксихлорида Al), т.е нужно определить какая концентрация создастся в смесителе при добавлении в очищаемую воду концентрированного раствора коагулянта.
Подойдет метод комплексонометрического обратного титрования с трилоном б? если измерять и исходную воду(очищаемую, природную, куда будет вводится коагулянт) и воду с коагулянтом, то вычитая результат первой можно получается устранить влияние всех других металлов, которые могут создать комплекс с трилоном б. какие еще мешающие влияния могут быть?


Top
 Profile E-mail  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 31 Jan 2017 07:13 
Offline
Модератор
Модератор

Joined: 23 Feb 2012 03:01
Posts: 1549
Сония wrote:
Здравствуйте! не подскажите, какая методика лучше всего подойдет для определения концентрации Al в диапазоне 1-20 мг/л (по Al2O3) с относительной погрешностью не более 10%? Определение будет производится в пробе воды после добавления коагулянта (сульфата или оксихлорида Al), т.е нужно определить какая концентрация создастся в смесителе при добавлении в очищаемую воду концентрированного раствора коагулянта.
Подойдет метод комплексонометрического обратного титрования с трилоном б? если измерять и исходную воду(очищаемую, природную, куда будет вводится коагулянт) и воду с коагулянтом, то вычитая результат первой можно получается устранить влияние всех других металлов, которые могут создать комплекс с трилоном б. какие еще мешающие влияния могут быть?

Собственно, основной ГОСТовский метод количественного определения - с алюминоном, на фотоколориметре:
http://files.stroyinf.ru/data2/1/4293846/4293846499.htm
Quote:
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АЛЮМИНИЯ
В ПРОБАХ ПРИРОДНЫХ, ОЧИЩЕННЫХ
СТОЧНЫХ И ПИТЬЕВЫХ ВОД ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ
МЕТОДОМ С АЛЮМИНОНОМ

ПНД Ф 14.1:2:4.166-2000

и он вроде бы отвечает всем Вашим условиям.
Есть, на всякий случай, и другие методы - с ализарином
http://www.book-ist.ru/gedr/c7_7.html
Quote:
К. К. ГЕДРОЙЦ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВ
Определение алюминия по F.A. Atack'у 1)
Метод основан на том, что соли алюминия дают с ализарином S (красным) пурпурно-красную нерастворимую в уксусной кислоте соль состава: [C14H5O2(OH)2SO3]3Al
Качественная проба. К пяти к. стм. испытуемого раствора, нейтрального или кислого, прибавляют 1 к. стм. профильтрованного 0,1% раствора продажного ализарина S, а затем прибавляют аммиака до появления красной окраски; после этого кипятят, охлаждают и подкисляют уксусной кислотой; если красная окраска сохраняется или появляется осадок, то алюминий имеется. В присутствии большого количества железа, последнее удерживается в растворе лимонной кислотой.
Количественное определение. К 5-20 к. стм. испытуемого солянокислого или сернокислого раствора прибавляют: 10 к. стм. глицерина и 5 к. стм. 1%-го раствора ализарина S; разводят водою примерно до 40 к. стм., усредняют до слабо щелочной реакции аммиаком. Через 5 мин. прибавляют столько разбавленной уксусной кислоты, чтобы окраска больше не изменялась. Объем жидкости доводят до 50 к. стм. и сравнивают окраску с окраской таким же способом обработанного образцового раствора соли алюминия (с 0,005 - 0,05 мгр. Аl). Вредное влияние присутствия Fe и Сr предотвращается прибавлением нитрата к кислому раствору до внесения аммиака.

и с хинализарином
http://www.ximicat.com/ebook.php?file=t ... vu&page=70
Quote:
Определение с хинализарином. Кольтгоф [888] для фотометрического определения алюминия предложил хинализарин (1,2,5,8-тетраоксиантрахинон). Однако в варианте Кольтгофа хинализарин пригоден лишь для качественного определения, так как окрашенный комплекс имеет тенденцию осаждаться. Хинализарин оказался пригодным и для количественного определения алюминия после того, как был найден растворитель для растворения окрашенного лака. Для этой цели применяют смесь бутилкарбитола с водой [532J. Окрашенный раствор фотометрируют при 570 нм. Алюминий и хинализарин входят в комплекс в соотношении 1 : 3 [532], по другим данным 2 : 3 [601]. Оптимальная среда рН ~ 5. Закон Бера соблюдается при 0,05—2,0 мкг А\/мл. Определению алюминия не мешают 20-кратные количества Mn, Cd, Pd и Sn, 40-кратные кoличecтвaZп и 1000-кратные количества Mg. Влияние Си и Fe устраняют введением 1 мл 1%-ного раствора диэтилдитиокарбамината через 20—25 мин. после добавления хинализарина.

К 1—2 мл анализируемого раствора, содержащего 0,5—20 мкг алюминия, прибавляют 40—50-кратное количество хинализарина (по отношению к алюминию) в виде 0,1%-ного этанольного раствора (1,4 М по NH4OH), 1 мл ацетатного буферного раствора с рН ~5 (6 ч. 5/V СН3СООН и 4 ч. 5N NH4OH). Затем вводят бутилкарбитол до содержания его в конечном растворе 40—50%.

Оптическую плотность измеряют при 570 нм [532].
Аналитическая химия алюминия Автор В.Н.Тихонов
Можно и без фотоколориметра, но с потерей точности, путем визуального сравнения окраски измеряемого раствора с эталонным.


Top
 Profile E-mail  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 31 Jan 2017 07:22 
Offline
.
User avatar

Joined: 04 Nov 2009 22:05
Posts: 62193
Location: Моя Батьківщина там, де моя лабораторія
Сония wrote:
Подойдет метод комплексонометрического обратного титрования с трилоном б? если измерять и исходную воду(очищаемую, природную, куда будет вводится коагулянт) и воду с коагулянтом, то вычитая результат первой можно получается устранить влияние всех других металлов, которые могут создать комплекс с трилоном б. какие еще мешающие влияния могут быть?

Такой принцип некорректен по самой сути. Металлы из исходной природной воды могут и будут выпадать в осадок при добавлении коагулянта. Причем выпадать частично и избирательно.

Алюминий в воде обычно меряют фотометрией - см. пост выше.

_________________
Думайте!


Top
 Profile E-mail  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 31 Jan 2017 09:11 
Offline
Посетитель
Посетитель

Joined: 31 Jan 2017 04:22
Posts: 7
Спасибо что ответили. Сейчас попробую разобраться. Так.
1) в пнд ф указана относительная погрешность 24%. нужна 10%. есть гост18165-89 определение Аl в питьевой воде с алюминоном, и там. если я правильно поняла, относительная погрешность 8,4%. точность меньше в пнд ф видимо из-за большего присутствия мешающих факторов, и не будут ли эти факторы так же снижать точность в случае определения концентрации коагулянта в природной очищаемой воде?
2) в методах с ализарином и с хинализарином не указана погрешность. А что такое к. стм.?


Top
 Profile E-mail  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 31 Jan 2017 09:19 
Offline
Посетитель
Посетитель

Joined: 31 Jan 2017 04:22
Posts: 7
Volodymyr wrote:
Такой принцип некорректен по самой сути. Металлы из исходной природной воды могут и будут выпадать в осадок при добавлении коагулянта. Причем выпадать частично и избирательно.

Алюминий в воде обычно меряют фотометрией - см. пост выше.


В пробу, отобранную после смесителя, добавить конц. соляную кислоту, чтобы алюминий из гидроксида перешел в растворенную форму, тогда получится и другие металлы тоже перейдут в растворенную форму. Это так? при таком условии можно использовать комплексонометрическое титрование?


Top
 Profile E-mail  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 31 Jan 2017 10:03 
Offline
Ветеран
Ветеран

Joined: 16 Aug 2012 04:02
Posts: 966
Ну, во первых, что вам надо определить? Остаточную концентрацию алюминия в воде после коагуляционной очистки? В чём тогда смысл растворять осадок этого самого коагулянта, вы можете объяснить?
Во вторых, оставьте вы уже это титрование, оно вам не подходит. Ни по диапазону концентраций (для титрования надо на порядок выше), ни по составу мешающих ионов (у вас кальция и магния в десятки раз больше этого алюминия, какое нафиг титрование?).
Методики из книг - не стандартизированные и не верифицированные, погрешности вам придётся определять самой. Процесс долгий, нудный, и требует участие как минимум ещё одной лаборатории.
к. стм. это кубические сантиметры.
И вообще, откуда у вас это требование - 10% погрешности? Это ваши собственные предпочтения, или какой нибудь нормативный документ требует эту точность?


Top
 Profile  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 31 Jan 2017 10:13 
Offline
.
User avatar

Joined: 04 Nov 2009 22:05
Posts: 62193
Location: Моя Батьківщина там, де моя лабораторія
Сония wrote:
Volodymyr wrote:
Такой принцип некорректен по самой сути. Металлы из исходной природной воды могут и будут выпадать в осадок при добавлении коагулянта. Причем выпадать частично и избирательно.

Алюминий в воде обычно меряют фотометрией - см. пост выше.


В пробу, отобранную после смесителя, добавить конц. соляную кислоту, чтобы алюминий из гидроксида перешел в растворенную форму, тогда получится и другие металлы тоже перейдут в растворенную форму. Это так? при таком условии можно использовать комплексонометрическое титрование?

Во-первых - см. предыдущий пост.

Во-вторых, у вас раствор с осадком. Вы надеетесь, что осадок будет распределен по всему объему жидкости равномерно? Такой подход противоречит самим принципам ("идеологии") химического анализа.

_________________
Думайте!


Top
 Profile E-mail  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 31 Jan 2017 18:26 
Offline
Посетитель
Посетитель

Joined: 31 Jan 2017 04:22
Posts: 7
" Ну, во первых, что вам надо определить?"
Нужно определить концентрацию коагулянта в смесителе, выраженную по Al2O3.

"Во вторых, оставьте вы уже это титрование, оно вам не подходит."
Я ухватилась за титрование вот почему. Есть методика определения содержания оксида Al в технологических растворах, она аттестована, с δ=20% (1-4 мг/л), 15%(4-8мг\л) и 10%(8-20мг/л). Используется комплексонометрическое обратное титрование, трилон Б 0,025М в избытке, титрант сульфат цинка 0,025М, индикатор ксиленоловый оранжевый, титрование при pH5,5-6. Она специально разработана химиками именно для измерения массовой доли Al2O3 в пробе воды, отобранной на выходе из смесителя.
У меня недопонимание есть, почему концентрацию раствора коагулянта выражают через концентрацию Al2O3, а не по Al, и вообще правильно ли говорить "раствор коагулянта", раз там гидроксид образуется..и как следует правильно говорить?

"В чём тогда смысл растворять осадок этого самого коагулянта, вы можете объяснить?"
Как я понимаю осадок - гидроксид алюминия - распадается в кислой среде, и алюминий в анализируемом растворе будет только в виде катиона, который свяжется с трилоном Б. Поэтому и растворяют осадок, т.к. гидроксид алюминия не взаимодействует с трилоном ( ну или может быть очень медленно, трудно взаимодействует?)

Прошу прощения за свои такие примитивные знания в химии и вероятно очень неграмотное с химической точки зрения изложение, но постараюсь как могу подробнее сейчас всё описать, я очень нуждаюсь в грамотных советах.

"И вообще, откуда у вас это требование - 10% погрешности? Это ваши собственные предпочтения, или какой нибудь нормативный документ требует эту точность?"
Дело в том, что такая точность нужна для того, чтобы с помощью полученных результатов калибровать модуль автоматического дозирования коагулянта и флокулянта, который будет работать на водоподготовительной станции. Модулю для создания нужной концентрации коагулянта в смесителе и автоматического поддерживания этой концентрации нужно контролировать среди других прочих параметров, конкретно концентрацию коагулянта в смесителе. Он определяет ее кондуктометрическим методом, по разности удельных электропроводностей (УЭП) воды до и после ввода коагулянта. В нем, модуле, заложена градуировочная зависимость величины разности УЭП от концентрации по Al2O3. Чтобы эта градуировочная зависимость не теряла своей точности со временем, модуль периодически калибруют по результатам анализа лаборатории, и в программе рассчитывается коэффициент коррекции. Точность выдаваемых модулем результатов высокая, а ввод для калибровки значений лаборатории с большой погрешностью, увеличит погрешность и модуля. вот поэтому предел в 10%.

Итак, нужна методика для лаборатории. Рассматривала методики с фотометрией - Гост, пнд ф. Там указаны δ больше 10%. Есть ГОСТ 18165-89, определяет массовую концентрацию Al (алюминоном) в питьевой воде, и δ, если я правильно поняла, 8,4%. А в ГОСТ18165-2014 (для питьевых, природных и сточных вод) одна из методик с алюминоном, но δ там 20%. За счет того, что в сточных и природных водах больше мешающих влияний? Может сделать градуировочный график по стандартным растворам с концентрациями, соответствующими нужному мне диапазону? или лучше график как в Госте, а пробы разбавлять? И всё же выйдет ли погрешность в 10%?

"Методики из книг - не стандартизированные и не верифицированные, погрешности вам придётся определять самой"
Если выбирать методики из книг, как можно спрогнозировать, какая по ним получится погрешность? На что обратить внимание?
Значит выбирать, искать следует только из методик по фотометрии?
Я в растерянности. Спасибо тем кто писал мне выше.


Top
 Profile E-mail  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 31 Jan 2017 18:30 
Offline
Посетитель
Посетитель

Joined: 31 Jan 2017 04:22
Posts: 7
Volodymyr wrote:
Во-вторых, у вас раствор с осадком. Вы надеетесь, что осадок будет распределен по всему объему жидкости равномерно? Такой подход противоречит самим принципам ("идеологии") химического анализа.

А ведь я даже не задумалась над этим(


Top
 Profile E-mail  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 31 Jan 2017 19:20 
Offline
Ветеран
Ветеран

Joined: 16 Aug 2012 04:02
Posts: 966
Ладно, понял я вашу беду.

По поводу погрешности. Те цифры, которые пишут в методиках, они предназначены для определения погрешности в случае, когда делается одно измерение.
Если вы имеете время и желание сделать десяток анализов одного образца — тогда погрешность будет уже вычисляться статистическими методами, а не по этой цифре. Ещё больше можно её уменьшить, если учесть вашу личную систематическую погрешность, для этого надо в тех же условиях сделать тот же десяток анализов, но уже образца с точно известной концентрацией. Таким способом погрешность можно свести до десятых долей процента, если вы аккуратный работник.

В любом случае, при анализе таких малых концентраций титрование — плохой метод. Просто потому, что каждое добавление титранта увеличивает его концентрацию на очень малую величину, и из-за этого переход индикатора очень нечёткий. Да и вообще, об'ём пробы получается в сотни раз больше об'ёма титранта, а работать с пробами литрового об'ёма не очень то удобно.
Конечно, методики такие есть, но их разработка — это не от хорошей жизни, а потому, что начальство пропило все приборы, кроме бюретки ;-)

Поэтому да, фотометрия ваш выбор. Какую конкретно методику выбрать — попробуйте, что вам больше понравится, что лично для вас даст меньшую погрешность. Ну или возьмите гостовскую методику, она наверняка имеет достаточно хорошее соотношение простоты/повторяемости.


Top
 Profile  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 01 Feb 2017 06:21 
Offline
Модератор
Модератор

Joined: 23 Feb 2012 03:01
Posts: 1549
samotnik wrote:
...По поводу погрешности. Те цифры, которые пишут в методиках, они предназначены для определения погрешности в случае, когда делается одно измерение.
Если вы имеете время и желание сделать десяток анализов одного образца — тогда погрешность будет уже вычисляться статистическими методами, а не по этой цифре. Ещё больше можно её уменьшить, если учесть вашу личную систематическую погрешность, для этого надо в тех же условиях сделать тот же десяток анализов, но уже образца с точно известной концентрацией. Таким способом погрешность можно свести до десятых долей процента, если вы аккуратный работник...
Погрешность, связанную с нестабильностью результата (меняющуюся от опыта к опыту по случайным причинам - неточность считывания результата, количества взятых реагентов и пр.) статобработкой можно существенно снизить, но остается неизвестная систематическая погрешность, обусловленная мешающими анионами и катионами (и, возможно, органическими загрязнениями), и меняющаяся уже не от опыта к опыту с одной пробой, а от пробы к пробе. Эти тонкости в методиках из книг не оговариваются, их пришлось бы выяснять экспериментально, сравнивая результат анализа по книжной методике с результатом по точной методике (например, единичные анализы можно заказать в серьезной лаборатории).
samotnik wrote:
Поэтому да, фотометрия ваш выбор...
Склоняюсь к этому.


Top
 Profile E-mail  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 01 Feb 2017 06:49 
Offline
Ветеран
Ветеран

Joined: 16 Aug 2012 04:02
Posts: 966
Фотометрический метод определения алюминия с алюминоном весьма селективен, так что. при выполнении методики, погрешность от матрицы будет исчезающе малой.


Top
 Profile  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 02 Feb 2017 02:26 
Offline
Посетитель
Посетитель

Joined: 31 Jan 2017 04:22
Posts: 7
Узнала еще вот что о процессе коагуляции.
На водоочистных станциях расход коагулянта сульфата алюминия определяют по изменению щелочности исходной воды и воды после смесителя.
Получается, в воде происходит гидролиз коагулянта, в результате которого выделяется кислота, которая понижает щелочность исходной воды. И по изменению объема кислоты, пошедшей на определение щелочности исходной воды и воды после смешения с коагулянтом, можно определить сколько кислоты выделилось при гидролизе сульфата алюминия. У сульфата алюминия три стадии гидролиза, и, как я понимаю, степень того, насколько полно пройдет этот гидролиз, зависит от величины щелочности исходной воды, чем она выше - тем дальше по стадиям пройдет гидролиз. Насколько точно по изменению щелочности можно узнать сколько кислоты образовалось от коагулянта, т.е. изменение щелочности ведь происходит только в результате выделения этой кислоты? И если определить количество коагулянта, получается одному молю кислоты, получившемуся по гидролизу, соответствует от от 1 до 1/3 моли сульфата алюминия. И если масса кислоты=у, то масса коагулянта в пересчете на Al2O3 от 1,041у до 0,347у.
У меня такие вот представления об этом процессе, когда определяют снижение щелочности. Я хоть примерно правильно мыслю, или заблуждаюсь?
Еще есть инструкция по определению крепости раствора коагулянта, рабочего раствора, который будут добавлять в очищаемую воду.
В коническую колбу на 250мл наливаем 10 мл раствора коагулянта и добавляем 90мл дист. воды, 1-2 капли раствора фенолфталеина и титруем раствором NaOH 1моль/л до устойчивой окраски. Х=V(NaOH)*17/10.
Этот рабочий раствор готовится на питьевой воде. Насколько точно так можно определить крепость, получается в мг/мл Al2O3? Получается здесь гидролиз полностью проходит?
Пытаюсь разобраться во всех этих процессах, еще много читать и учить надо, но подскажите пожалуйста в правильном направлении идет мое понимание?


Top
 Profile E-mail  
 
 Post subject: Re: методика для определения концентрации Al (1-20мг/л) с δ≤
PostPosted: 02 Feb 2017 07:39 
Offline
.
User avatar

Joined: 04 Nov 2009 22:05
Posts: 62193
Location: Моя Батьківщина там, де моя лабораторія
Quote:
Насколько точно по изменению щелочности можно узнать сколько кислоты образовалось от коагулянта, т.е. изменение щелочности ведь происходит только в результате выделения этой кислоты? И если определить количество коагулянта, получается одному молю кислоты, получившемуся по гидролизу, соответствует от от 1 до 1/3 моли сульфата алюминия.

Если щелочи природной воды (карбонаты и т.п.) в избытке, то да - щелочность падает пропорционально количеству добавленного сульфата алюминия.

1 моль Al2(SO4)3 эквивалентен 3 молям H2SO4 или 6 молям H+
Quote:
В коническую колбу на 250мл наливаем 10 мл раствора коагулянта и добавляем 90мл дист. воды, 1-2 капли раствора фенолфталеина и титруем раствором NaOH 1моль/л до устойчивой окраски. Х=V(NaOH)*17/10.
Этот рабочий раствор готовится на питьевой воде. Насколько точно так можно определить крепость, получается в мг/мл Al2O3? Получается здесь гидролиз полностью проходит?

Гидролиз происходит полностью, поскольку вы добавляете при титровании эквивалентное количество щелочи. Сульфат алюминия титруется, как обычная слабая кислота - это типичная методика.

_________________
Думайте!


Top
 Profile E-mail  
 
Display posts from previous:  Sort by  
Post new topic Reply to topic  [ 14 posts ] 

All times are UTC [ DST ]


Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 11 guests


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  

[Сообщить об ошибке, испорченном вложении, битой ссылке]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group