Oznaczanie ChZT metodą dwuchromianową
Polega na utlenieniu obecnych w zanieczyszczonych wodach i ściekach, związków organicznych i niektórych nieorganicznych, za pomocą dwuchromianu potasowego, w środowisku silnie kwaśnym, w temperaturze 408 K i w obecności katalizatorów. Nadmiar niezredukowanego dwuchromianu potasu określa się miareczkowo siarczanem żelazowo-amonowym wobec ferroiny jako wskaźnika.
Ogólny przebieg procesu przedstawiają następujące reakcje:
Utlenianie związków organicznych (np. glukozy):
Odmiareczkowanie nadmiaru dwuchromianu potasowego:
Oznaczanie siarczanów metodą nefelometryczną
Jony siarczanowe w roztworze kwaśnym tworzą z jonami barowymi trudno rozpuszczalną zawiesinę siarczanu baru zgodnie z równaniem:
Powstałe zmętnienie, które jest proporcjonalne do zawartości siarczanów, porównuje się wizualnie w cylindrach Nesslera ze wzorcami.
Oznaczanie chlorków metodą argentometryczną według Mohra
Oznaczanie chlorków metodą argentometryczną według Mohra polega na ich zmiareczkowaniu azotanem srebrowym wobec chromianu potasowego jako wskaźnika. W roztworze obojętnym lub lekko alkaicznym (pH 6.5 -10) azotan srebrowy wytrąca trudno rozpuszczalny w wodzie chlorek srebra:
Po całkowitym wytrąceniu jonów chlorkowych (w postaci białego osadu), jony srebra reagują z chromianem powodując zmianę zabarwienia roztworu z źółtozielonkawego na źółtobrunatne, w wyniku wytrącania się osadu Ag2CrO4, według reakcji:
Zmiana zabarwienia roztworu wskutek powstawania chromianu srebrowego, świadczy o zmiareczkowaniu jonów chlorkowych.
Oznaczanie twardości ogólnej metodą wersenianową
Oznaczenie polega na odmiareczkowaniu próbki wody roztworem wersenianu dwusodowego wobec czerni eriochromowej T jako wskaźnika. Jony wapnia i magnezu w roztworze wodnym przy pH około 10 zmieniają niebieskie zabarwienie czerni eriochromowej T, tworząc z nią związek kompleksowy o czerwonym zabarwieniu. Wersenianowe kompleksu wapniai magnezu są trwalsze od kompleksów tych jonów ze wskaźnikiem. Podczas miareczkowania, po związaniu wszystkich jonów wapnia i magnezu przez wersenian, w punkcie końcowym miareczkowania następuje zmiana zabarwienia z czerwonego na niebieskie, spowodowana wydzieleniem się wolnego wskaźnika. Oznaczenie twardości należy wykonać w przeciągu 4 godzin o od chwili pobrania próbki. Gdy jest to niemożliwe należy próbkę utrwalić.
Oznaczanie zasadowości metodą miareczkową wobec wskaźników
Oznaczenie polega na określeniu zawartości związków obecnych w wodzie i ściekach reagujących zasadowo wobec odpowiedniego wskaźnika. Zasadowość oznacza się miareczkując badaną próbkę mianowanym roztworem mocnego kwasu, najpierw wobec wskaźnika fenoloftaleiny do pH 8,3 (zasadowość wobec fenoloftaleiny) lub wobec oranżu metylowego do pH 4,5 (zasadowość ogólna). Podczas miareczkowania zachodzą następujące reakcje:
Oznaczenie utlenialności w środowisku kwaśnym
Zakwaszoną kwasem siarkowym próbkę wody lub ścieków z dodanym w nadmiarze mianowanym roztworem nadmanganianu potasowego ogrzewa się w temperaturze wrzena w łaźni wodnej przez 30 minut. Nadmanganian potasowy reaguje w tych warunkach ze związkami organicznymi, głównie bezazotowymi, utleniając je do związków prostych, przykładowo wg. reakcji:
Nadmiar nadmanganianu potasowego redukuje się dodanym w równoważnej ilości kwasem szczawiowym, którego nadmiar miareczkuje się nadmanganianem potasowym wg reakcji:
Oznaczanie biochemicznego zapotrzebowania tlenu metodą rozcieńczeń
Oznaczanie biochemicznego zapotrzebowania tlenu, BZT5, polega na określeniu zużycia tlenu przez próbkę wody lub ścieków na procesy bioutleniania związków organicznych w okresie 5-dobowej inkubacji próbki badanej w ściśle określonych warunkach (w temperaturze 293 K, bez dostępu powietrza i światła). BZT5 stanowi różnicę między zawartością tlenu rozpuszczonego na początku i po 5 dobach inkubacji.
Zawartość tlenu rozpuszczonego w wodach silnie zanieczyszczonych, a zwłaszcza ściekach, zwykle nie wystarcza na pokrycie procesów bioutleniania. Dlatego bezpośrednio (bez rozcieńczania) można wykonać oznaczenie BZT tylko tych próbek, których utlenialność nie przekracza 10 mg O2/dm3. W przypadku próbek o Utlenialności powyżej 10 mg O2/dm3 konieczne jest ich rozcieńczenie wodą specjalnie przygotowaną do rozcieńczeń, która stanowi źródła tlenu i substancji pokarmowych dla mikroorganizmów.
W oznaczeniu BZT tą metodą mogą przeszkadzać chlor wolny i związany, odczyn o pH poniżej 6,5 lub powyżej 8,0, substancje toksyczne.
Oznaczanie tlenu rozpuszczonego w wodzie metodą Winklera
Oznaczanie tlenu rozpuszczonego w wodzie i w ściekach przebiega w dwóch etapach:W etapie pierwszym obejmującym proces utleniania, mangan wprowadzony do próbki badanej w formie siarczanu manganowego równolegle z alkaicznym roztworem jodku potasowego (KI + KOH), wytrąca się w postaci białego, kłaczkowatego osadu, wodorotlenku manganawego:
Zawarty w badanej próbce tlen rozpuszczony utlenia mangan (Mn2+ ® Mn4+) zgodnie z reakcją:
po czym osad zmienia barwę na jasnobrązową.
W drugim etapie, po zakwaszeniu roztworu kwasem siarkowym, następuje rozpuszczenie osadu, redukcja manganu (Mn4+® Mn2+) oraz wydzielenie się wolnego jodu w ilości równoważnej zawartości tlenu rozpuszczonego. Wydzielony wolny jod oznacza się metodą miareczkową za pomocą mianowanego roztworu tiosiarczanu sodowego wobec skrobi jako wskaźnika:
Z ilości zużytego tiosiarczanu sodowego oblicza się zawartość tlenu rozpuszczonego w badanej próbce. Pojawienie się białego osadu w pierwszej fazie oznaczania świadczy o braku tlenu w próbce.
Oznaczanie fosforanów metodą kolorymetryczną z molibdenianem amonowym i chlorkiem cynawym
Ortofosforany w środowisku kwaśnym reagują z molibdenianem, tworząc kwas fosforomolibdenowy o wzorze H7((PMoO2)O4)6 i zabarwieniu żółtym. Związek ten pod wpływem chlorku cynawego ulega redukcji, przy czym powstaje kolejny związek kompleksowy błękit fosforomolibdenowy o niebieskkim zabarwieniu i niesprecyzowanej bliżej budowie. Intensywność niebieskiego zabarwienia utworzonego błękitu jest wprost proporcjonalna do zawartości ortofosforanów w badanej próbce wody lub ścieków. Oznacza się ją wizualnie przez porównanie ze skalą wzorców lub spektrofotometrycznie.
Oznaczanie azotu azotynowego metodą kolorymetryczną z kwasem sulfanilowym i 1-naftyloaminą
W środowisku kwaśnym o pH 2-2,5 azotyny tworzą z kwasem sulfanilowym związek dwuazowy, który w połączeniu z 1-naftyloaminą daje barwnik dwuazowy o zabarwieniu różowofioletowym. Intensywność uzyskanego zabarwienia jest proporcjonalna do stężenia azotu azotynowego w badanej próbce. Zawartość azotu azotynowego oznacza się wizualnie lub fotometrycznie.
Oznaczanie azotu amonowego metodą kolorymetryczną z odczynnikiem Nesslera
Azot amonowy reaguje z odczynnikiem Nesslera, tworząc związek zespolony o barwie od żółtej do pomarańczowej, której intensywność jest proporcjonalna do stężenia amoniaku w badanej próbce. Intensywność wytworzonego barwnego związku w badanej próbce porównuje się wizualnie ze skalą wzorców lub określa fotometrycznie. W oznaczeniu przeszkadzają: mętność powyżej 5 mg/dm3, barwa powyżej 20 mgPt/dm3, związki wapnia, magnezu, żelaza (tworzą z odczynnikiem Nesslera słabo rozpuszczalne związki barwne), siarkowodór, fenole, aminy, wolny chlor, organiczne chloraminy i inne związki organiczne, również tworzące barwne związki z odczynnikiem Nesslera.
Mętność badanej próbki można usunąć przez odsączenie lub odwirowanie. Wpływ Ca, Mg, Fe eliminuje się przez dodanie roztworu winianu sodowo-potasowego lub wersenianu. Cl można usunąć tiosiarczanem sodowym, a siarczki i barwę przez koagulację. W przypadku obecności w badanej próbce substancji reagujących z Nessslera, a równocześnie destylujących się z parą wodną, metody powyższej stosować nie można.
Oznaczanie manganu zmodyfikowaną metodą kolorymetryczną z katalizatorem srebrowym
Podstawą kolorymetrycznej metody oznaczania jest utlenianie jonów manganowych silnym utleniaczem, którym jest nadsiarczan amonowy w środowisku kwaśnym, do zabarwionych na fioletowo jonów nadmanganianowych. Intensywność zabarwienia jest proporcjonalna do zawartości manganu w roztworze. Przebieg reakcji przedstawia równanie:
Katalizatorem reakcji jest azotan srebrowy. Stosując nadsiarczan amonowy i jony srebra, przy obecności w roztworze nawet małych ilości chlorków, należy dodać azotanu rtęciowego, który zapobiega zmętnieniu roztworu, tworząc z jonami chlorkowymi kompleks, rozpuszczalny w środowisku kwaśnym. Utlenianie przeprowadza się w podwyższonej temperaturze w mieszaninie kwasów: siarkowego i azotowego. Czynnikiem przeszkadzającym w oznaczaniu oprócz chlorków są substancje organiczne zawarte w wodzie, których ujemny wpływ eliminuje się poprzez dodanie nadmiaru nadsiarczanu amonowego i dłuższe gotowanie roztworu.
Oznaczanie żelaza ogólnego i rozpuszczonego metodą kolorymetryczną z 1,10-fenantropiną lub 2,2′-dwupirydylem
Metoda kolorymetryczna z 1,10-fenantropiną lub 2,2′-dwupirydylem jest stosowana do oznaczania w wodzie i ściekach zawartości żelaza ogólnego oraz rozpuszczonego w zakresie 0,02 – 10 mg/dm3.
Oznaczanie żelaza ogólnego polega na przeprowadzeniu wszystkich jego form do roztworu i redukcji trójwartościowego do dwuwartościowego, natomiast oznaczenie żelaza rozpuszczonego na redukcji żelaza trójwartościowego do dwuwartościowego po uprzednim przesączeniu próbki przez średni sączek bibułowy i zakwaszeniu. Po redukcji wywołuje się reakcję barwną odpowiednio z 1,10-fenantropiną lub 2,2′-dwupirydylem. Intensywność powstałego pomarańczowego zabarwienia jest wprost proporcjonalna do zawartości żelaza w próbce, którą oznacza się wizualnie przez porównanie ze skalą wzorców lub fotometrycznie.