Курсовая работа (т): Химическое исследование снежного покрова в г. Рязани

2K2HgI4 + 2NH3 → NH2Hg2I3 + NH4I + 4KI.

Ход определения: в пробирку отбирают 25 мл пробы и добавляют реактив Несслера, дают постоять 10-15 минут. После этого по интенсивности окраски образующегося соединения определяют фотометрическим методом содержание ионов аммония.

Определение сульфат иона. Метод основан на определении сульфатов в виде BaSO4, образующегося при взаимодействии сульфатных ионов с хлоридом бария:

Ba + SO4 → BaSO4 ↓

Ход определения: 25 мл пробы воды наливают в кювету, добавляют хлорид бария, перемешивают и фотометрируют относительно анализируемого раствора, без добавления реактивов, на спектрофотометре DR-2000 (при длине волны 530нм) [4].

Определение нитрит-ионов. Метод основан на восстановлении нитрит-ионов реактивом Грисса-Илосвая. Нитрит-ион взаимодействует с сульфаниловой кислотой (первичный ароматический амин), образуя соль диазония:

HO3S                                     NH2          +       NO3¯         +       2H+  →

→      HO3S                                    N+≡ N        +       2H2O

Соль диазония реагирует с 1-нафтиламином с образованием сильно окрашенного азосоединения:

По интенсивности окраски образующегося азотосоединения определяют фотометрическим методом содержание нитрит-ионов [4].

Определение хлорид-ионов. Меркуриметрическое определение. Метод основан на титровании ионов хлора раствором азотнокислой ртути Hg(NO3)2 с индикатором дифенилкарбазон. Ионы ртути при титровании связывают хлориды в малодиссоциированную HgCl2, а избыток их вступает в реакцию с индикатором, образуя комплекс фиолетового цвета.

NaCl + Hg(NO3)2 → HgCl2 + 2NaNO3

При высоких значениях pH окрашенный комплекс образуется, когда в растворе еще остаются хлоридные ионы, а при низких значениях - требуется большой избыток ионов ртути для образования окрашенного комплекса.

Определение Ca2+. Наиболее распространен титрометрический метод с трилоном Б в присутствии индикатора - мурексида. При использовании его окраска изменяется из розовой в фиолетовую.

Ход определения. В колбу для титрования отбирают 100 мл пробы. Добавляют небольшое количество мурексида и NaOH, и титруют трилоном Б. Расчет количества ионов кальция в пробе проводится согласно формуле:

, (I)

где Vпр - объём пробы, Vтб - объём трилона Б, Сэ - эквивалент элемента.

Сократив и подставив объём пробы, получаем формулу:

(II)

Определение Mg2+. Константы устойчивости комплексонов кальция и магния различаются на 2 порядка (логарифмы констант устойчивости равны 10,7 и 8,7 для кальция и магния соответственно при 20° С и ионной силе 0,1). Поэтому эти ионы нельзя оттитровать раздельно, используя только различие в константах устойчивости. При pH = 10 в качестве металлиндикаторов используют эриохромовый черный Т. При этих условиях определяют сумму кальция и магния. В другой аликвотной части создают pH > 12, вводя NaOH, при этом магний осаждается в виде гидроксида, его не отфильтровывают, и в растворе определяют кальций в присутствии мурексида, являющегося металлоиндикатором на кальций. Магний определяют по разности. Объём титранта, израсходованный на титрование магния, вычисляют по разности объёмов трилона Б, пошедшего на титрование при pH = 10 и при pH = 12 [3].

Далее вычисление идет по формуле II.

4. Результаты исследований

Весной 2011 года в городе Рязани в нескольких районах было проведено исследование снежного покрова. Для анализа были взяты пробы с четырех участков, а именно: территория РГУ им. С. А. Есенина, площадь Ленина, площадь Театральная, микрорайон Кальное. Отбор проб проводился 9 марта 2011 года.

Для проб был взят объём снежного покрова, соответствующий площади в 0,16 м2. Глубина снежного покрова одного участка не совпадала с глубиной другого. После оттаяния растворы были собраны в стеклянные бутылки и этикерованы.

По сравнению с остальными пробами проба с площади Ленина отличается по прозрачности, являясь наиболее мытной. Содержит механические примеси, в том числе антропогенного происхождения. После отстаивания на дне образовался осадок. Остальные пробы при первом осмотре достаточно чистые и не содержат видимых загрязнителей.

По результатам проведенных исследований среди четырех проанализированных проб наибольшую кислотность имеет проба с площади Ленина, где pH = 7. Покров снега на площади Театральной, территории университета и микрорайона Кальное имеют pH соответственно 6, 6.2, 6.3.

Общая минерализация проб находится в пределах нормы, исключение составляет проба с площади Ленина, где этот показатель (558 мг/л) более чем в 18 раз превышает остальные.

Содержание ионов хлора так же является завышенным для данной пробы среди остальных и составляет 197,6 мг/л для площади Ленина, 10,323 мг/л для микрорайона Кальное, 8,849 мг/л для территории университета, 11,79 мг/л для площади Театральной.

По содержанию сульфат-ионов наибольшую цифру имеет проба с площади Ленина.

Ионы аммония присутствуют во всех пробах примерно в одинаковых количествах, находится в пределах от 1,11 мг/л до 1,26 мг/л.

В пробах обнаружены следы нитрит-ионов и наименьшее их содержание в пробе с площади Ленина (мг/л), тогда как наибольшее в пробах с площади Театральной и м-на Кальное (0.014 мг/л).

По содержанию ионов магния, так же как и кальция лидирует проба с площади Ленина.

Все результаты исследования приведены в таблице 1:

проба загрязнение ион аммоний

Таблица 1 - Результаты химического анализа снежного покрова

Исследования снежного покрова некоторых районов города Рязани проводится периодически, что позволяет нам сравнить результаты данного исследования с предыдущими. Сравнение, возможно, провести только для районов: площадь Ленина, площадь Театральная, микрорайон Кальное - по четырём параметрам (pH, электропроводность, содержание ионов Cl¯и SO42¯).

По кислотности свои показатели уменьшили на 0,5 площадь Театральная, и на 0,2 м-н Кальное. Кислотность в пробе с площади Ленина увеличилась на 0,5 [2].

Электропроводность в пробе с площади Ленина является завышенной, свое значение она повысила и в пробе с м-на Кальное (на 5 мг/л), а на площади Театральной снизила (на 5,7 мг/л) [2].

Так же завышенным является количество ионов хлора в пробе с площади Ленина - увеличение на 197,157 мг/л, в пробе с площади Театральной - на 10, 904 мг/л, в пробе с м-на Кальное - на 9,437 мг/л [2].

Количество сульфат-ионов увеличилось в пробах с площади Ленина и м-на Кальное на 4 и 1 мг/л соответственно, а на площади Театральной увеличилось на 3 мг/л [2].

Для сравнения представлены диаграммы, опирающиеся на полученные данные.

Рис. 1 - Сравнительная таблица химического анализа проб с площади Ленина

Рис. 2 - Сравнительная таблица химического анализа проб с площади Театральной

Рис. 3 - Сравнительная таблица химического анализа проб из микрорайона Кальное

Заключение

В ходе работы было решено несколько задач, а именно:

проведен отбор проб в тех местах, где ранее уже производились заборы для исследований;

проведено комплексное исследование химического состава проб;

изучены результаты предыдущих исследований;

на основании вышеизложенного проведен сравнительный анализ результатов нескольких лет исследований.

В целом, исходя из полученных данных и сравнивая их с предыдущими можно сделать вывод, что в атмосферных осадках с каждым годом все больше увеличивается количество примесей, увеличивается и их концентрация.

Список литературы

1.      Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков/ Н. В. Лазарева, Э. Н. Левина, Т3, Л., «Химия», 1976 г., 608 стр.

.        Мелешина А. В., «Химическое исследование снежного покрова», выпускная квалификационная (дипломная) работа, Рязань, 2006 г., 42 стр.

.        Основы аналитической химии. Практическое руководство/ Ю. А. Золотов, М., «Высшая школа» 2001 г., 463 стр.

.        Отто М. Современные методы аналитической химии, (перевод с немецкого под редакцией А. В. Гармаша), Т1, М., «Техносфера», 2003 г., 407 стр.

.        Отто М. Современные методы аналитической химии, (перевод с немецкого под редакцией А. В. Гармаша), Т2, М., «Техносфера», 2003 г., 277 стр.

.        Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши/А. Д. Семенов, Гидрометеоиздат, Л., 1977 г.

.        Руководящий документ. Руководство по контролю загрязнения атмосферы, РД 52.04.186-89, Государственный комитет СССР по гидрометеорологии Министерство здравоохранения СССР, М., 1991г., 556 стр.

.        Среднесрочная экологически ориентированная стратегия развития г. Рязани в области, сбора и утилизации твердых бытовых отходов и озеленения населенного пункта/ Фрагменты Местной повестки дня на 21 век для г. Рязани, Рязань, 2003 г., 154 стр.