Молярную концентрацию раствора трилона Б КВЭ, рассчитывают по формуле
, (2)
где - молярная концентрация раствора хлорида цинка, КВЭ;
- объем раствора трилона Б, пошедший на титрование, ;
- объем раствора хлорида цинка, .
11 Выполнение измерений
11.1 Выбор условий титрования
Объём аликвоты пробы воды для выполнения измерений величины жесткости выбирают исходя из предполагаемой величины жёсткости или по результатам оценочного титрования.
Для оценочного титрования отбирают 10 воды, добавляют 0,5 буферного раствора, 7-10 мг индикатора эриохрома черного Т и титруют раствором трилона Б до перехода окраски из вишнево-красной в голубую. По величине израсходованного на титрование объёма раствора трилона Б выбирают из таблицы 2 соответствующий объем аликвоты пробы воды для выполнения измерений величины жесткости.
Таблица 2 - Объём пробы воды, рекомендуемый для выполнения измерений жесткости
Предполагаемая жесткость воды, | Объем раствора трилона Б, израсходованный при оценочном титровании, | Рекомендуемый объем аликвоты пробы воды, |
Менее 4 | Менее 2 | 100 |
От 4 до 8 включ. | От 2 до 4 включ. | 50 |
Св. 8 до 16 включ. | Св. 4 до 8 включ. | 25 |
Св. 16 | Св. 8 | 10 |
Титрование следует проводить из бюретки подходящей вместимости в зависимости от жесткости воды. Если по результатам оценочного титрования объем трилона Б менее 0,4 или предполагаемая жесткость менее 0,8 , используют бюретку вместимостью 5 ; при объеме трилона Б от 0,4 до 0,8 или жесткости от 0,8 до 1,6 - бюретку вместимостью 10 ; при объеме трилона более 0,8 или жесткости более 1,6 - бюретку вместимостью 25 . При отсутствии бюретки вместимостью 10 можно использовать бюретку вместимостью 25 ; допускается замена бюретки вместимостью 5 бюреткой вместимостью 10 , однако замена бюретки вместимостью 5 бюреткой вместимостью 25 недопустима.
11.2 Титрование
11.2.1 В коническую колбу вместимостью 250 отмеривают пипеткой требуемый объем аликвоты пробы, доводят, если необходимо, до 100 дистиллированной водой, добавляют 5 буферного раствора, 70-100 мг индикатора эриохрома черного Т и титруют раствором трилона Б до перехода окраски из вишнево-красной в голубую. Повторяют титрование и, если расхождение объемов раствора трилона Б между параллельными титрованиями не превышает приведенных в таблице 3, за результат принимают среднее значение объёма трилона Б. В противном случае повторяют титрование до получения допустимого расхождения результатов.
11.2.2 Если в период хранения в пробе выпал осадок карбоната кальция, непосредственно перед выполнением измерений прозрачную часть пробы декантируют (или сливают посредством сифона) в чистую сухую колбу. Оставшийся в склянке осадок растворяют, добавив 0,5-1 концентрированной соляной кислоты. Затем прозрачную часть пробы и жидкость с растворенным осадком соединяют вместе и нейтрализуют 20%-ным раствором гидроксида натрия, добавляя его по каплям и контролируя рН по индикаторной бумаге. Далее отбирают аликвоту полученного раствора и проводят титрование.
Таблица 3 - Допустимые расхождения между параллельными титрованиями в зависимости от объема раствора трилона Б
Объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование, | Допустимое расхождение объемов трилона Б, |
Менее 4 | 0,05 |
От 4 до 12 включ. | 0,10 |
Св. 12 до 16 включ. | 0,15 |
Св. 16 | 0,20 |
11.3 Подготовка пробы для выполнения измерений некарбонатной (постоянной) жесткости
Мерную колбу вместимостью 250 дважды ополаскивают небольшим количеством анализируемой воды, затем заполняют ее этой водой до метки. Из мерной колбы переносят аликвоту пробы в коническую термостойкую колбу вместимостью 500 и маркером отмечают первоначальный уровень воды. Два-три раза ополаскивают мерную колбу небольшим количеством дистиллированной воды (8-10 ) и смывы помещают в ту же коническую колбу. Нагревают содержимое конической колбы до кипения, а затем кипятят в течение 1-1,5 ч (в зависимости от концентрации гидрокарбонатов). Если при кипячении уровень воды в колбе понижается более, чем на 0,5 см ниже первоначального уровня, в колбу доливают кипящую дистиллированную воду до этой отметки. По окончании кипячения уровень воды в колбе должен быть примерно на 0,5 см ниже первоначального уровня.
Пробу медленно охлаждают до комнатной температуры, а затем фильтруют через складчатый фильтр "синяя лента", предварительно промытый горячей дистиллированной водой, в мерную колбу вместимостью 250 . Дважды ополаскивают коническую колбу и фильтр холодной дистиллированной водой (примерно по 20 ). Доводят раствор в колбе до метки, перемешивают и выполняют титрование в соответствии с 11.2.
11.4 Устранение мешающих влияний
11.4.1 Выполнению измерений жесткости мешают ионы железа (более 10 ), кобальта, никеля (более 0,1 ), алюминия (более 10 ), меди (более 0,05 ), вызывая нечеткое изменение окраски в точке эквивалентности, либо полностью исключая возможность индикации конечной точки титрования. Другие катионы, например, свинец, кадмий, марганец (II), цинк, стронций, барий при высоких концентрациях (как правило, не встречающихся в природных водах) могут частично титроваться вместе с кальцием и магнием и повышать расход трилона Б. Для устранения или уменьшения мешающего влияния катионов металлов к пробе перед титрованием прибавляют 0,5 раствора сульфида или диэтилдитиокарбамата натрия и 0,5 раствора гидрохлорида гидроксиламина.
11.4.2 Иногда мешающие влияния (неустранимые с помощью процедуры, описанной в 11.4.1) выражаются в несоответствии окраски раствора в начале или конце титрования той, что указана в 11.2.1, однако при этом наблюдается отчетливое ее изменение в конечной точке титрования. В таких случаях проводят оперативный контроль погрешности согласно 13.3 или 13.4 и при удовлетворительном результате контрольной процедуры за результат анализа принимают величину жесткости, найденную при титровании рабочей пробы.
11.4.3 Мешающее влияние взвешенных веществ устраняется фильтрованием пробы.
11.4.4 Если проба воды заметно окрашена за счёт присутствия веществ природного или антропогенного происхождения, затрудняется фиксация конечной точки титрования. В этом случае пробу перед выполнением измерений следует пропустить со скоростью 3-5 через хроматографическую колонку, заполненную активным углем (высота слоя 15-20 см). Первые 25-30 пробы, прошедшей через колонку, отбрасывают.
Как правило, окрашенные соединения антропогенного происхождения сорбируются активным углем практически полностью, в то время как природного (гумусовые вещества) - лишь частично. При неустраняемой активным углем цветности пробы, обусловленной гумусовыми веществами, определение конечной точки титрования значительно облегчается использованием для сравнения слегка перетитрованной пробы этой же воды (пробы-свидетеля).
11.4.5 Если высокая цветность не позволяет установить конечную точку титрования, для устранения цветности можно использовать суспензию гидроксида алюминия. Для этого в стакан вместимостью 400-600 с помощью пипетки вместимостью 100 помещают 200 пробы, приливают к ней градуированной конической пробиркой 6 суспензии гидроксида алюминия, перемешивают до обесцвечивания пробы и дают отстояться несколько минут. Фильтруют пробу через бумажный фильтр "белая лента", промытый дистиллированной водой в мерную колбу вместимостью 250 . Осадок в стакане и фильтр промывают 2-3 раза небольшими порциями дистиллированной воды, собирая промывные воды в ту же колбу. После этого доводят раствор в колбе до метки, перемешивают, отбирают из колбы необходимую аликвоту и титруют ее в соответствии с 11.2.
11.4.6 При достаточно высокой жесткости устранить мешающие влияния можно разбавлением пробы дистиллированной водой.
12 Вычисление и оформление результатов измерений
12.1 Общую и некарбонатную жесткость воды X, , рассчитывают по формуле
, (3)
где - концентрация раствора трилона Б, КВЭ;
- объем раствора трилона Б, пошедшего на титрование пробы, ;
V - объем пробы воды, взятый для титрования, .
Если устранение цветности пробы осуществлялось с помощью суспензии гидроксида алюминия (см. 11.4.5), полученный результат умножают на 1,25.
12.2 Результат измерения в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:
, (Р = 0,95), (4)
где - среднее арифметическое значение двух результатов, разность между которыми не превышает предела повторяемости r ( ). Значения приведены в таблице 1; при превышении предела повторяемости следует поступать в соответствии с 13.2;
- границы характеристики погрешности результатов измерений для данной массовой концентрации кальция (таблица 1).
Численные значения результата измерений должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности; последние не должны содержать более двух значащих цифр.
12.3 Допустимо представлять результат в виде
(Р = 0,95) при условии , (5)
где - границы характеристик погрешности результатов измерений, установленные при реализации методики в лаборатории и обеспечиваемые контролем стабильности результатов измерений.
Примечание - Допустимо характеристику погрешности результатов измерений при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов измерений.
12.4 Если одновременно с измерением жесткости проводится выполнение измерений массовой концентрации кальция (например, в соответствии с РД 52.24.403, в анализируемой пробе воды может быть рассчитана массовая концентрация магния. Методика расчета приведена в приложении В.
12.5 Результаты измерений оформляют протоколом или записью в журнале по формам, приведенным в Руководстве по качеству лаборатории.
13 Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории
13.1 Общие положения
13.1.1 Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает:
- оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости, погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);