Zakład Chemii Fizycznej

Laboratorium Studenckie

Ćwiczenie 33

Temat : Oznaczanie utlenialności (indeksu nadmanganianowego)

roztworów wodnych

Agnieszka Jakubiak

Agnieszka Gośka

Ochrona Środowiska

Grupa I, Rok IV

Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest wykonanie oznaczenia utlenialności próbek wody w oparciu o PN EN ISO 8467, lipiec 2001. Jakość wody. Oznaczenie indeksu nadmanganianowego.

Wstęp teoretyczny :

Utlenialność to wielkość wyrażająca ilość tlenu potrzebną do utlenienia substancji organicznych i niektórych związków nieorganicznych (np. soli żelaza (II), siarkowodoru, siarczków, azotanów (III)) zawartych w wodzie.

Jest to umowny wskaźnik określający zużycie manganianu(VII) potasu (nadmanganianu potasu, KMnO₄) przez łatwo utleniające się substancje chemiczne, np. siarkowodór, siarczyny, azotyny oraz materię organiczną (związki organiczne). Utlenialność wody wynosi od 4 mg O₂/dm³ dla wód czystych do kilkuset mg O₂/dm³ dla wód zanieczyszczonych.

Substancje organiczne występujące w wodach naturalnych utleniane są za pomocą manganianu(VII) potasu średnio w 60%. Utlenialność daje więc tylko przybliżone pojęcie o związkach organicznych zawartych w wodzie. Dokładniejsze wyniki można uzyskać przez zastosowanie jako utleniacza K₂Cr₂O₇ (dwuchromian potasu). Metoda dwuchromianową (ChZT) daje bardzo wysoki stopień utleniania związków organicznych, dochodzący nawet do 100%.

Stopień utlenienia zależy od:

- właściwości utleniacza

- temp.

- czasu działania

- pH roztworu i innych parametrów

Największy stopień utlenienia osiąga się przy zastosowaniu dwuchromianu.

Indeks nadmanganianowy wody definiujemy jako stężenie masowe tlenu, które równoważne jest ilości jonu nadmanganianowego zużytego podczas reakcji analizowanej próbki wody z tym utleniaczem w określonych warunkach.

Wartość ChZT oznaczana metodą indeksu nadmanganianowego jest wielkością umowną, ponieważ tylko około 60% substancji organicznych zawartych w wodzie ulega utlenieniu
w warunkach tego oznaczenia.

Dopuszczalne stężenia ChZT dla wód powierzchniowych:

- I klasa do 10 mg/dm³ O₂

- II klasa do 20 mg/dm³ O₂

- III klasa do 30 mg/dm³ O₂

Najczęściej oznaczanie utlenialności przeprowadza się w środowisku kwaśnym. Polega to na wprowadzeniu do próbki znanej ilości nadmanganianu potasu i przeprowadza reakcję utlenienia w temperaturze wrzenia. Następnie wprowadza się nadmiar szczawianu sodu, który reaguje z pozostałym po reakcji nadmanganianem potasu. Pozostały szczawian sodu odmiareczkowuje się nadmanganianem potasu.

Zachodzi następuję reakcja utleniania:

2 MnO₄^- + 5 Na₂C₂O₄ + 16 H⁺ = 2 Mn²⁺ + 10 Na⁺ + 10 CO₂ + 8 H₂0

Opracowanie wyników:

gdzie:

V₀ - objętość KMnO₄ zużyta na miareczkowanie ślepej próby

V₁ - objętość KMnO₄ zużyta na miareczkowanie próby badanej

V₂ - objętość KMnO₄ zużyta na miareczkowanie przy mianowaniu roztworu

f - współczynnik przeliczeniowy na tlen

V₃ - objętość szczawianu sodu zużytego przy oznaczaniu ślepej próby

C_{Na2C2O4 -} stężenie roztworu szczawianu sodu

V₄ - objętość badanej próby użytej do oznaczenia

M_o - masa molowa stosowana do przeliczenia wyniku na masę tlenu

Współczynnika przeliczeniowy na tlen:

f =

Indeksu nadmanganianowy (ultenialność) - I_Mn -wyrażony w miligramach na litr:

I_Mn =
=
mg/dm³

Wnioski :

W wodach I klasy dopuszczalna wartość indeksu nadmanganianowego wynosi 10 mg O₂/dm³ wody. Oznaczona wartość 3,44 mg/dm³ mieści się w tym zakresie.

Mierzona wielkość	Wartość		Wartość średnia
V0 [ml]	21,3	21,9	21,6
V1 [ml]	27	26,2	26,6
V2 [ml]	23,5	23,0	23,25
f	16
V3 [ml]	5		-
V4 [ml]	25		-
CNa2C2O4	5 mmol/l		-
Mo	16 [mg/l]		-
IMn	3,44 mg/dm^3