Забрудненості ґрунту

Колір розчину	рН розчину	Попередні висновки
Блакитний		Можлива присутність Cu2+

Ø Проведіть якісні реакції визначення неорганічних забруднювачів за таблицями 8.8, 8.9 i складіть таблицю аналізу (табл. 8.10).

Таблиця 8.8 – Реагенти для якісних реакцій визначення

неорганічних забруднювачів

Забруднювач	Реагент	Ефект, що спостерігається
Катіони
Натрій	Дигидроантимонат калію (рН=7)	Білий кристалічний осад
Калій	Гексанітрокобальтат (ІІІ) натрію (рН=3)	Жовтий осад
	Потрійний нітрат (рН=7)	Чорні кубічні кристали
Цинк	Тетрароданомеркурат амонію	Синій (блакитний) осад
	Гексацианоферат (ІІІ) калію (рН<7)	Жовто-коричнєвий осад
Свинець	Йодид калію, хромат калію (рН<7)	Жовтий осад
	Сульфат натрію (рН<7)	Білий осад
Алюміній	Алізарин–С (рН=7) Фторид натрію	Червоний колір Рожеве забарвлення
Хром	Персульфат амонію (рН<7)	Помаранчовий колір (оранжевий)
	Пероксид водню (рН>7)	Жовтий колір
Срібло	Йодид калію	Жовтий осад
	Хлорид натрію (рН<7)	Білий осад
Мідь	Гідрооксид амонію	Інтенсивно синій колір
	Йодид калію + крохмаль	Бурий колір Синій колір
Кобальт	Роданід калію + бутанол	Синій колір верхнього шару
Нікель	Диметилгліоксим (рН=9)	Червоний осад
	Гідрооксид амонію	Синій колір
Магній	Гідрофосфат натрію+хлорид амонію+аміак	Білий осад
Кальцій	Оксалат амонію (рН=3)	Білий осад
Барій	Сульфат натрію	Білий осад
	Хромат калію	Жовтий осад
Залізо (ІІ)	Гексацианоферат (ІІІ) калію рН=3	Синій колір
Залізо (ІІІ)	Гексацианоферат (ІІ) калію, рН≤3	Синій колір

Продовження таблиці 8.8

Марганець	Персульфат амонію (рН≤7)	Фіолетовий колір
	Пероксид водню (рН=9...10)	Жовтий колір
Вісмут	Йодид калію	Чорний осад
Ртуть	Йодид калію (рН=3)   З надлишком	Оранжево-червоний осад Безбарвний розчин
Аніони
Нітрат	Алюміній, цинк	Виділення NH3
	Дифеніламін	Синій колір
Нітрит	Йодид калію	Жовто-коричневий колір
	Перманганат калію	Знебарвлення
	Дифеніламін	Синій колір
Сульфат	Нітрат барію	Білий мілко кристалічний осад
Карбонат	Кислоти	Виділення вуглекислого газу
Хлорид	Нітрат срібла	Білий осад
Бромід	Нітрат срібла	Блідо-жовтий осад
Йодид	Нітрат срібла	Жовтий осад
	Нітрат калію	Жовто-коричневий колір

Таблиця 8.9 – Визначення неорганічних забруднювачів в складі ґрунту, води за утворенням забарвлених йодидів на фільтр-папері

Забруднювачі	Зовнішній вигляд забарвлених зон на папері
Hg2+	Червона пляма HgІ2
Bi3+	Чорна пляма BiІ3 з жовтим обрамленням [BiІ4]–
Hg2+, Bi3+	Червона пляма HgІ2 з чорним кільцем BiІ3 та з жовтим обрамленням [BiІ4]–
Ag+, Hg2+	Світло-жовта пляма AgI, червоне кільце HgІ2
Ag+, Hg2+, Bi3+	Світло-жовта пляма AgI, червоне кільце HgІ2 з чорним кільцем BiІ3 та з жовтим обрамленням [BiІ4]–
Pb2+	Яскраво-жовта пляма PbI2
Pb2+, Hg2+	Червона пляма HgІ2 з жовтим кільцем PbI2
Pb2+, Hg2+, Ag+	Світло-жовта пляма AgI, червоне кільце HgІ2 з жовтим кільцем PbI2
Cu2+, Fe3+	Бура пляма, що розпливається І2
Cu2+, Fe3+, Hg2+	Червона пляма HgІ2, буре кільце І2

Продовження таблиці 8.9

Cu2+, Fe3+, Bi3+	Чорна пляма BiІ3, буре кільце І2
Cu2+, Fe3+, Pb2+	Яскраво-жовта пляма PbI2, буре кільце І2
Cu2+, Fe3+, Pb2+, Hg2+	Червона пляма HgІ2, жовте кільце PbI2, буре кільце І2
Cu2+, Fe3+, Bi3+, Hg2+, Ag+	Яскраво-жовта пляма AgI, червоне кільце HgІ2, чорне кільце BiІ3, буре кільце І2
Катіони-забруднювачі, які не ввійшли в цю таблицю інтенсивно забарвлених йодидів не утворюють і не заважають аналізу

Таблиця 8.10 – Якісний аналіз ґрунту

Що досліджується	Операція, реактив	Спостереження	Висновок	Склад осаду	Склад розчину
1. Фільтрат, окрема проба	Виявлення NH4+; NaOH, нагрів; реактив Неслера	Виділення NH3 характерний запах   червоно-бура пляма на папері	NH4+ присутні     NH4+ присутні	–	Можливі катіони, аніони І–ІІІ групи (дрібний метод)
2. Фільтрат, окрема проба	Виявлення міді (ІІ); NH4ОН (надл.) йодид калію	Прозорий розчин синьо-фіолетового коліру жовтий осад	Сu2+ присутні	Сu2I2	[Cu(NH3)4]2+   Можливі інші забруднювачі
3. Фільтрат, окрема проба	Виявлення сульфатів, нітрат Ва і т. і.	Білий осад	SO42– присутні	ВаSO4	Можливі інші забруднювачі

Висновок: в ґрунті присутні такі забруднювачі – NH₄⁺; Сu²⁺, SO₄^2–. Реакції, за допомогою яких знайдені забруднювачі:

NH₃+2[HgI₄]^2–+3OH^– ® [Hg₂ONH2]I_¯+7I^–+2H₂O

2Cu²⁺+4I^–=Cu₂I_2¯+I₂

Ba²⁺+SO₄^2–=BaSO₄

3. Для визначення органічних забруднювачів, наприклад, формальдегіду бажано провести якісну реакцію "срібного дзеркала": до аміачного розчину нітрату срібла (2-3 краплі) додаємо 2-3 краплі досліджуваного розчину. Про наявність формальдегіду свідчить сріблястий осад (срібло). Кількість СН₂О у водній витяжці ґрунту визначають також за методикою, наведеною в лабораторній роботі 3.

8. 3. 2. Кількісний аналіз ґрунту

Візьміть пробу ґрунту (1-2 г) на аналітичних терезах (з точністю до 4-5-го знаку після коми), додайте 20-25 мл дистильованої води, добре перемішайте і профільтруйте за допомогою складчатого фільтру, декілька разів (2-3) промийте його 10-15 мл дистильованої води. Кількісно перемістіть фільтрат в мірну колбу на 100 мл (краще фільтрувати в мірну колбу) і доведіть дистильованою водою до мітки. Добре перемішайте вміст колби і беріть з неї розчин піпеткою (10-20 мл) на аналіз забруднювача (за вказівкою викладача).

Ø Аналіз NH₄⁺. Додайте до 10-20 мл досліджуваного розчину в колбі Ер-ленмейера (конічна колба на 100-200 мл) 1-2 краплі індикатору метилрот та титруйте розчин в колбі розчином Н₂SO₄ (НСІ) точної концентрації, приливаючи його по краплям із бюретки до зміни кольору розчину від жовтого до рожево-помаранчового. Розрахунок ведіть за формулою:

а=N·V·Е, мг (8.12)

N – нормальність кислоти; V – об’єм кислоти, що пішов на титрування, мл; Е – еквівалентна маса NH₃.

Для розрахунку, кількості NH₃ в 100 мл розчину "а" треба помножити відповідно на 10 (для 10 мл) або на 5 (для 20 мл досліджуваного розчину). Розрахуйте концентрацію NH₃ в ґрунті (мг/кг), наприклад:

СNH₃=5а·1000/m, мг/кг (8.13)

m – наважка ґрунту, г; 5- для 20 мл досліджуваного розчину.

Ø Аналіз водної витяжки ґрунту на наявність Cu²⁺ проводимо йодометричним методом чи фотоелектроколориметричним методом (див. лабораторну роботу 2).

Ø Аналіз Fe²⁺ проводять редоксиметрією-перманганатометрією. До 25 мл
(піпетка!) дослідженого розчину (з мірної колби на 100 мл) додають 5-10
мл Н₂SO₄ (1:4) і титрують перманганатом із бюретки до блідно-рожевого
кольору, який не зникає протягом 30 с. Розрахунок проводимо за формулою:

а=4·T·V·1000/m, мг/кг (8.14)

Т – ТKMnO₄/Fе =(N·Е)/1000 = 0,02·55,85/1000=0,001117 г/мл; V – об’єм KMnO₄, що пішов на титрування, мл; N – нормальність KMnO₄, N=0,02, Е=55,85, m – наважка ґрунту, г.

Кількість Fе²⁺ можна визначити і хроматометрією. Для чого до 25 мл розчину (піпетка!) в колбі Ерленмейера на 250 мл додають 5-10 мл Н₂SO₄ (1:4) і 1-2 краплі дифеніламіну. Tитруємо із бюретки 0,1 N К₂Cr₂O₇ до зеленого кольору. Додаємо 20 мл 30% H₃PO₄ і титруємо до синьо-фіолетового кольору. Розрахунок проводимо за формулою:

а=4·N·V·E_Fe·1000/m, мг/кг (8.15)

N К₂Cr₂O₇ =0,1; V – об’єм К₂Cr₂O₇, що пішов на титрування, мл;

m – наважка ґрунту, г, Е=55,85.

Концентрацію заліза можна знайти і фотоелектроколориметрією (див. лабораторну роботу 2).

Ø Аналіз NO₃^– проводимо за допомогою нітратоміра (див. лабораторну роботу 7).

8.4 Висновки: Експериментально визначена забрудненість ґрунту. За якісним аналізом встановлено, що ґрунт містить такі забруднювачі: (вказати). Кількісний аналіз показав, що концентрація превалюючого забруднювача... становить:... мг/кг. Це (не)перевищує ГДК_гр...в... рази (ГДК_гр=... мг/кг). Досліджений ґрунт є (не)безпечним для життєдіяльності людини.

8.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи

1. Дайте визначення поняттю “ґрунт”. Наведіть ступені деградації ґрунтів у світі.

2. Вкажіть причини та основні джерела забруднення ґрунтів.

3. Наведіть основні забруднювачі ґрунтів. В чому полягає їх небезпека?

4. За якими показниками визначається ГДК ґрунту?

5. Як класифікуються шкідливі речовини в ґрунті за індексом небезпеки?

6. Що характеризує сумарний показник забрудненості ґрунту? Як він визначається?

7. В чому полягає оцінка небезпеки відходів, що потрапляють в ґрунт? За якими показниками ця оцінка проводиться?

8. Вкажіть основні заходи щодо охорони ґрунтів.

9. Наведіть особливості проведення якісного аналізу забрудненості ґрунту.

10. Які основні моменти треба враховувати при проведенні кількісного аналізу забрудненості ґрунту?

Література: [6, 8-16, 18-20, 22-24, 28, 34, 36-38, 50, 51].