Определение перманганатной окисляемости пробы воды

Общую оценку загрязненности воды, как природной, так и сточной, можно достаточно быстро получить по ее окисляемости. Под окисляемостью понимают количество кислорода, необходимое для окисления примесей, содержащихся в одном литре исследуемой воды. Окисляемость может быть общей, т.е. показывать количество всех веществ в воде, органических и минеральных, или «окисляемость с поправкой», если определяется содержание только органических веществ.

На практике при анализе воды в качестве окислителя используют не кислород, а растворы таких сильных окислителей как перманганат калия КМпО₄или бихромат калияК₂Сr₂0₇. Для удобства использования полученных результатов их пересчитывают и представляют в виде количества кислорода эквивалентного израсходованному окислителю. В зависимости от применяемого окислителя различают окисляемость перманганатную (КМпО₄), бихроматную (К₂Сr₂0₇)и др. Выбор метода определения зависит от количества загрязнений в воде и от их природы.

Происхождение и содержание органических веществ, находящихся в природных водах, весьма разнообразны. Различны и их химические свойства по отношению к кислороду: одни вещества устойчивы к окислению, другие, наоборот, легко окисляются. Прямое определение органических веществ в природных водах является сложной и трудоемкой задачей. Поэтому пользуются более простыми косвенными методами. Метод перманганатной окисляемости дает представление о содержании в воде легко окисляющихся органических веществ. Метод бихроматной окисляемости соответствует полному окислению органических веществ (легко и трудно окисляющихся), за исключением некоторых белковых соединений. Обычно перманганатная окисляемость составляет 40–50 % от истинной окисляемости органических веществ, то есть полного окисления органического углерода до СО₂.

Повышенная окисляемость может указывать на загрязнение воды. Наименьшую окисляемость (до 1–2 мг/л О₂ ) имеют глубокие подземные воды, относящиеся к 1-му классу. Окисляемость подземных вод, относящихся ко 2-му и 3-му классам, может быть повышена, но не более 5 и 15 мг/л О₂соответственно. В грунтовых водах окисляемость обычно выше (до 2–4 мг/л), причем тем больше, чем выше цветность воды. Поэтому высокая окисляемость при небольшой цветности вероятнее указывает на загрязнение воды. В воде открытых водоемов окисляемость повышается до 5–6 мг/л в реках идо 6–8 мг/л в водохранилищах, достигая еще больших величин в водах болотного происхождения. Вода считается пригодной для хозяйственных и питьевых целей, если перманганатная окисляемость ее не превышает 3, 0 мг/л О₂. Установлено, что с повышением содержания в воде органических веществ увеличивается и ее бактериальное загрязнение.

Для анализа питьевой воды и слабо загрязненных поверхностных вод (окисляемость которых не выше 100 мг О₂/л) применяют перманганатный метод. Для определения общей окисляемости сильно загрязненных и сточных вод (окисляемость 100 и более мг О₂/л) используют бихроматный метод. Необходимо помнить, что при определении окисляемости воды, как перманганатной, так и бихроматной, аналитик получает условные сведения о качестве воды, указывающие лишь на химическую природу загрязнителей и их косвенное количество по израсходованному окислителю. Конкретного ответа о качественном составе загрязнителей, присутствующих в воде, окисляемость не дает.

Определение перманганатной окисляемости основано на том, что КМnО₄в кислой среде являясь сильным окислителем, реагирует с присутствующими в воде восстановителями (органические вещества, соли железа (II), нитраты). Ион МnО^- ₄ принимает при этом 5 электронов и переходит в двухвалентный катион Мn²⁺по уравнению:

Избыток КМnО ₄ реагирует с вводимой в раствор щавелевой кислотой:

Не вступившая в реакцию щавелевая кислота оттитровывается КМnО₄по приведенному уравнению.

Этим методом можно определить окисляемость в диапазоне от 0 до 100 мг/л, без разбавления максимальная определяемая окисляемость 10 мг О₂/л.

Цель работы: дать общую оценку качества воды по величине перманганатной окисляемости.