Турбидиметрический и нефелометрический методы анализа объектов окружающей среды

Определение малых количеств (следов) веществ в аналитической химии. Содержание примесей в чистых металлах и оптические методы их анализа. Теория и практика измерения мутности. Турбидиметрия и нефелометрия. Современные мутномеры, область их приминения.

Рубрика Химия
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 10.01.2010
Размер файла 606,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Рисунок. 13 Турбидиметр BackWash

Специальный датчик погружается в емкость с водой, что обеспечивает быстрое получение данных о прозрачности промывной воды. Для измерений луч светодиода проходит через непрерывный поток жидкости, текущий через центр детектора. Проходящий свет попадает на регистрирующий фотоэлемент. Взвешенные частицы поглощают и рассеивают свет, уменьшая количество света, попадающего на детектор. В начале цикла количество проходящего света принимается за 100%, что соответствует чистой воде, используемой для промывки фильтров. Когда вода загрязняется смытыми с фильтра частицами, пропускание света резко падает. Когда осадок смыт с фильтр, вода становится чистой и пропускание света возрастает. Сравнивая количество проходящего света со значением, полученным для чистой воды, можно определить, когда фильтр промыт. Таким образом, можно значительно сократить время, затрачиваемое на промывку фильтра и снизить потребление воды до минимума, достигнув максимальной эффективности промывки фильтра.

Принципы работы мутномеров

Для регистрации рассеянного света используются турбидиметрические системы, работающие по различному принципу:

1. При высоком и среднем содержании взвешенных частиц (от 1 г/л до 4000FTU или 250 г/л) используются датчики InPro 8050, InPro 8100, InPro 8200, соединительный оптоволоконный кабель и трансмиттер Trb 8300. Источник света установлен непосредственно в трансмиттер и излучает свет с длиной волны, лежащей в ближней ИК области -- 880 нм. Использование света такой длины волны позволяет пренебречь окраской среды. Данный свет по оптоволоконному кабелю через турбидиметрический датчик проецируется в измеряемую среду и рассеивается во всех направлениях взвешенными частицами.

Отраженный под углом 180° свет регистрируется датчиком (InPro 8050 или InPro 8100) и по тому же оптоволоконному кабелю от датчиков поступает в трансмиттер, в котором установлен фотодиод, преобразующий световой поток в электрический ток. Величина тока пропорциональна концентрации частиц в среде и отображается на ЖК дисплее в заданных единицах.

Преимущества метода измерения по отражению света

Для работы в среднем диапазоне определения используется двухволоконная система (InPro 8200). По одному волокну происходит проецирование света в среду, по другому -- регистрация отраженного света. Для минимизации ошибок результатов измерений рекомендуется устанавливать датчик на расстоянии не менее 10 см от стенок трубопровода или реактора.

Этот метод позволяет получать линейную зависимость сигнала от концентрации взвешенных частиц, по сравнению, например, с абсорбционным методом. Использование специальной калибровочной насадки CaliCap дает возможность проводить настройку системы с использованием специальных стандартов в сосудах небольшого размера.

2. Для работы в нижнем и среднем диапазоне концентрации (до 400 FTU или 1,0 г/л) используются мутномеры, состоящие из датчиков InPro 8400, InPro 8500 и трансмиттера Trb 8300 F/S.

Конструктивно эти датчики состоят из источника света и одного или двух приемников света. Свет проходит через специальные сапфировые окна, расположенные у источника и приемников света.

Принцип работы датчика 8400

В основе метода лежит «принцип компенсации измерения» -- определение отношения величин светового потока, рассеянного частицами под углом 12°, к потоку нерассеянного света, прошедшего через раствор (см. рисунок выше). Для разделения этих световых потоков и их раздельной регистрации служат два фотодатчика и специальная линза. Чем выше концентрация взвешенных частиц, тем больше поток рассеянного света по сравнению с нерассеянным. По отношению этих потоков судят о концентрации взвешенных частиц. На этом принципе основано действие датчика 8400.

Принцип работы датчика 8500

Кроме того, данный метод измерений позволяет оценить распределение взвешенных частиц по размерам. Обнаружено, что для частиц размером более 0,3 мкм наибольшая интенсивность рассеянного света регистрируется под углом 12°. Для частиц размером менее 0,3 мкм интенсивность рассеяния света одинакова практически во всех направлениях. Если при помощи второго приемника света регистрировать свет, рассеянный под углом 90°, и сравнивать его с потоком, рассеянным под углом 12°, то можно оценить и распределение частиц по размерам в анализируемом растворе (см. рисунок ниже). Максимум информации можно получить, наблюдая за процессом в динамике и контролируя увеличение или уменьшение размеров частиц во времени. Возможность одновременного контроля за количеством и размером дисперсных частиц реализована в устройстве датчика InPro 8500.

Глава 4. Применение турбидиметрии для анализа объектов окружающей среды ГОСТ 4389-72 Вода питьевая. Методы определения содержания сульфатов

ТУРБИДИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

Сущность метода-

Метод основан на определении сульфат-иона в виде сульфата бария солянокислой среде с помощью гликолевого реагента. Гликоль введенный в реакционную смесь при осаждении сульфата бария стабилизует образующуюся суспензию BaSO4 и делает возможным турбидиметрическое микроопределение сульфатов. Чувствительность метода 2 мг/л SO42-

Аппаратура, материалы и реактивы

1. КФК-2

2. Этиленгликоль

Подготовка к анализу

Приготовление основного стандартного раствора сернокислого калия Приготовление гликолевого реагента

Гликолевый реагент--раствор хлористого бария в смеси гликоля и этанола. Для приготовления этого раствора смешивают один объем 5%-вого раствора хлористого бария с тремя объемами гликоля и тремя объемами 96%-ного этанола. Величину рН раствора регулируют соляной кислотой (1:1) в пределах 2?5--2,8 и оставляют на на 1--2 суток. Раствор устойчив в течение 3--6 месяцев.

Проведение анализа

К 5 мл исследуемой пробы или концентрата воды, отобранной в мерный цилиндр вместимостью 10 мл, прибавляют 1--2 мл соляной кислоты (1:1) и 5 мл гликолевого реагента, тщательно перемешивают. После 30 мин экспозиции измеряют оптическую плотность раствора фотоэлектроколориметром, в кюветах l=20мм и светофильтром с длиной волны 364 нм. Исследуемая проба воды с добавлением гликолевого реагента, приготовленного без хлорида бария, является раствором сравнения. Содержание сульфатов находят по калибровочной кривой.

Для построения калибровочной кривой в ряд мерных колб. вместимостью 50 мл вносят 0,0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0 мл основного стандартного раствора сульфата калия (0,5 мг SO42- в 1 мл) и доводят объем до метки дистиллированной водой, Приготовленные растворы содержат; 0,0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10; 12; И; 16; 18; 20 мг/л S042-. Отмеривают по 5 мл из каждого рас-твора в мерные цилиндры вместимостью 10 мл (или в мерные колориметрические пробирки с отметкой 10 мл).

В каждый цилиндр с образцовым раствором прибавляют 1--2 капли НС1 (1:1) и 5 мл гликолевого реагента, тщательно переме-шивают, через 30 мин измеряют оптическую плотность. Затем стро-ят калибровочный график.

Другим примером является турбодиметрическое определение мутности по ГОСТ 3351-74, где основной стандартный раствор суспензии готовят из каолина или из трепела. Измерение проводят при длине волны 530нм. Стандартные растворы содержат от 0,1 до 5,0 мг/л. Анализ пробы осуществляют не позднее чем через 24ч. После отбора пробы. Проба консервируется добавлением 2-4 мл хлороформа на 1 л воды. Мутность не должна превышать 1,5 мг/л (в паводковый период 2 мг/л).

ЛИТЕРАТУРА

1. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа -5-е изд., перераб.- Л.:Химия, 1986. - 432 с.

2. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа, изд. 4-е, пер. и доп., Л., «Хиимя», 1976. -376с.

3. Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия. В двух книгах: кн..1 - М.: Химия, 1990. -480с.

4. Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия. В двух книгах: кн..2 - М.: Химия, 1990. -480с.

5. Васильєв В.П. Аналитическая химия. В 2 ч. Ч. 2. Физико - химические методы анализа: Учеб. для Химко - технол. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1989. - 384с.

6. Топорец А.С. Монохроматоры. М.: Гостехтеориздат, 1955. - 264 с.

7. Шишловский А. А. Прикладная физическая оптика. М.: Физматгиз, 1961. - 811 с.

8. Оптические спектральные приборы. Л.: Энергия, 1975. - 136 с.

9. Толмачев Ю.А. Новые спектральные приборы. Принципы работы. Л.: ЛГУ, 1976. - 126 с.

10. Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука, 1976. - 928 с.

11. Жи глинский А. Г., Куч и иски и В. В. Реальный интерферометр Фабри -Перо. Л.: Машиностроение, 1983. - 176 с.


Подобные документы

  • Теоретическая основа аналитической химии. Спектральные методы анализа. Взаимосвязь аналитической химии с науками и отраслями промышленности. Значение аналитической химии. Применение точных методов химического анализа. Комплексные соединения металлов.

    реферат [14,9 K], добавлен 24.07.2008

  • Специфика аналитической химии сточных вод, подготовительные работы при анализе. Методы концентрирования: адсорбция, выпаривание, вымораживание, выделение летучих веществ испарением. Основные проблемы и направления развития аналитической химии сточных вод.

    реферат [171,6 K], добавлен 08.12.2012

  • Понятие количественного и качественного состава в аналитической химии. Влияние количества вещества на род анализа. Химические, физические, физико-химические, биологические методы определения его состава. Методы и основные этапы химического анализа.

    презентация [59,0 K], добавлен 01.09.2016

  • Понятие анализа в химии. Виды, этапы анализа и методы: химические (маскирование, осаждение, соосаждение), физические (отгонка, дисцилляция, сублимация) и физико-химические (экстракция, сорбция, ионный обмен, хроматография, электролиз, электрофорез).

    реферат [26,4 K], добавлен 23.01.2009

  • Практическое значение аналитической химии. Химические, физико-химические и физические методы анализа. Подготовка неизвестного вещества к химическому анализу. Задачи качественного анализа. Этапы систематического анализа. Обнаружение катионов и анионов.

    реферат [65,5 K], добавлен 05.10.2011

  • Классификация инструментальных методов анализа по определяемому параметру и способу измерения. Сущность потенциометрического, амперометрического, хроматографического и фотометрического титрования. Качественное и количественное определение хлорида цинка.

    контрольная работа [933,2 K], добавлен 29.01.2011

  • Сущность и предмет аналитической химии как науки. Задачи и методы качественного и количественного анализа химических веществ. Примеры качественных реакций на катионы. Характеристика явлений, сопровождающих реакции мокрым (в растворах) и сухим путями.

    презентация [1,0 M], добавлен 27.04.2013

  • Инструментальные методы решения задач химического анализа. Определение ионов Zn2+, Fe3+, Na+: роданильный, пламенно-фотометрический методы; потенциометрическое, кондуктометрическое титрование; люминесцентный анализ. Нефелометрическое определение Cl-ионов.

    курсовая работа [120,7 K], добавлен 08.07.2015

  • Анализ следовых количеств веществ и электрохимические инверсионные методы. Реакции, используемые для электролитического накопления, типы рабочих электродов. Методы исследования процесса растворения. Примеры практических приложений инверсионных методов.

    дипломная работа [304,6 K], добавлен 06.10.2009

  • Применение терминов "макро" и "микро" в химическом анализе для выражения размера пробы. Выражение главного или второстепенного компонента в образце. Понятие "следа" в пробе и анализа следов веществ, роль в нем колонометрии и меры предосторожности.

    реферат [77,8 K], добавлен 27.07.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.