Контрольні запитання

1 Чому сільське господарство є забрудником природних вод солями амонію?

2 Чи можуть живі організми безпосередньо засвоювати атмосферний азот? Як це відбувається?

3 Які сполуки нітрогену існують у природі і як здійснюється їх колообіг?

4 Які процеси в ґрунті чи воді є джерелами нітритів ?

5 Чому внесення добрив слід проводити в певні терміни і в певних дозах?

6 Що таке евтрофікація водойм?

7 Назвіть джерела надходження нітратів у природні водойми.

8 Про що свідчить одночасна наявність у водоймах сполук амонію, нітритів та нітратів?

9 Яких змін зазнають нітрати в травному каналі людини? Джерелом якої канцерогенної сполуки є нітрати?

10 Завдяки якій властивості сульфати рухливіші в біосфері, ніж фосфати і флуориди?

11 Що зумовлює необхідність контролю за вмістом розчинних сульфатів у водах, які використовують для питних потреб населення та як теплообмінник?

12 Які природні процеси є джерелом гідрогенсульфуру та сульфідів у водоймах?

13 Чи можна назвати сульфіди крім забрудників ще й очищувальними реагентами? Які процеси у водоймі відбуваються завдяки їм?

14 Чи впливають кислотні дощі на концентрацію гідрогенсульфуру у водоймах? Чому?

4.13 Фосфати. Флуориди. Хлориди

(самостійне вивчення)

Мета: - розвинути у студента навики самостійної роботи зі спеціальною літературою, вміння вибирати головне, узагальнити і систематизувати знання;

- надати студентам інформацію про значення та методи визначення у водоймах сполук фосфору, флуору, хлору.

Завдання: прочитати текст в підручнику Г.О. Білявський, Л.І. Бутченко «Основи екології: теорія та практикум» стр.230-233, стр. 236. Скласти конспект. Відповісти на питання для самоконтролю.

Фосфати

Фосфор належить до найважливіших біогенних елементів. Рослини і тварини споживають його сполуки, а при загибелі фосфороносні речовини знову надходять у довкілля. Підвищений вміст у водоймах нітрогену і фосфору спричиняє їх евтрофікацію. Сполуки фосфору попадають у водойми з поверхневими водами, які змивають їх з полів, де вони вносяться як добриво, зі стічними водами виробництв фосфатної кислоти, фосфатів, суперфосфатів, з побутовими водами та відходами в складі мильних засобів.

Фотометричний метод визначення фосфатів

При взаємодії фосфат-іонів з молібдатом у кислому середовищі утворюється гетерополікислота жовтого кольору, яка при дії відновника перетворюється на молібденову сіль. Однак відновлення слабким відновником (аскорбіновою кислотою) відбувається лише за підвищених температур, тобто за умов, коли поліфосфати і органічні ефіри фосфатної кислоти гідролізують з утворенням фосфатної кислоти, тому результати завищені. Введення в розчин солей стихію зумовлює утворення більш складної сполуки, до складу якої входить стихій у співвідношенні Sb:P=1:1. Реакція відбувається за кімнатної температури і швидко зростає інтенсивність забарвлення, а поліфосфати і складні ефіри фосфатної кислоти за цих умов участі у реакції не беруть, тому результати свідчать лише про наявність ортофосфат-іона в пробі природної або стічної води.

Усі види фосфату визначають безпосередньо після відбору проб. Частину проби фільтрують крізь щільний паперовий фільтр і у фільтрати визначають розчинні форми фосфору. Другу частину гомогенізують і визначають у ній концентрацію всіх форм фосфору – «загальний фосфор». В окремих випадках – особливо при великому вмісті органічних сполук, визначають «загальний фосфор» у профільтрованій частині проби ( в її рідкій фазі).

Флуориди

ГДК флуорид-іонів у питних водах становить 0,7 –1,2 мг/л. Флуор у вигляді фторапатиту СаF(РО₄)₃ входить до складу кісток і зубної тканини тварин і людини, тому його вміст у водах, що використовуються для питних потреб контролюють. У природних водах вміст флуоридів коливається в широких межах, тому воду річки Дністер дефторують, а в Прикарпатті, де води збіднені на цей елемент, воду вторують, оскільки як надлишок, так і нестача іонів фтору шкодять здоров'ю людей.

В основі методу визначення флуоридів лежить реакція взаємодії їх з алізаринкомплексоном церію (ІІІ); при цьому забарвлення розчину змінюється з червоного на фіолетово-синє.

Наявні в природних водах аніони не перешкоджають визначенню; для видалення катіонів ферум (ІІІ) і алюміній (ІІІ) пробу води пропускають крізь катіоніт КУ-2. похибка методу – менш 2%.

Для визначення флуорид-іонів у хімічний стакан вносять 25 мл аналізованої води (чи інший об’єм, у якому міститься 5 – 6 мкг F^–). Якщо проба кисла або лужна її заздалегідь нейтралізують фенолфталеїном. Потім пробу пропускають через колонку з катіонітом КУ-2 зі швидкістю 5 мл/хв. Для видалення катіонів металів. Колонку промивають невеликою кількістю дистильованої води до одержання загального об’єму елюату 35 мл.

До елюату додають 15 мл змішаного реактиву і через 20 хв колориметрують при довжині хвилі 617 нм на тлі розчину, приготованого розбавлянням 15 мл змішаного реактиву дистильованою водою в мірній колбі місткістю 50 мл.

Концентрацію флуоридів визначають за градуювальною кривою, побудованою аналогічним шляхом за стандартними розчинами флуориду натрію (2,25 г NaF розчиняють в 1 л дистильованої води).

Хлориди

Хлорид-іони зумовлюють солоність морської та океанічної води, а також солоних озер; у прісних водоймах хлориди за концентрацією посідають третє місце після гідрокарбонат- і сульфат-іонів. Вміст іонів хлору в питній воді регламентується і не має перевищувати 350 мг/л. мінеральні води часто збагачені хлоридами, зокрема, концентрація їх в цілющій Міргородській досягає 1000-2500 мг/л.

Вміст хлоридів у водах – важлива екологічна характеристика, оскільки різні види гідро біонтів пристосовані до життя у воді з певною солоністю. Більшість рослин зазнає стресу і гине в разі підвищення солоності ґрунтових вод.

Титриметричний метод мора базується на осадженні хлорид-іонів розчином нітрату арґентуму AgNO₃ за наявності хромату калію як індикатора. Під час титрування AgNO₃ спочатку утворюється осад AgCl білого кольору. Коли всі хлорид-іони будуть осаджені, при подальшому додаванні утворюється цегляно-червоний осад хромату арґентуму.

Якщо вміст хлорид-іонів не перевищує 100 мг/л, для титрування використовують розчин нітрату арґентуму з концентрацією 0,01 моль/л. Чутливість методу – 2 мг/л Cl^-.

Визначенню хлоридів перешкоджають колір і каламутність води, ціаніди, сульфати, тіосульфати, катіони феруму, а також фосфати в концентраціях понад 25 мг/л, оскільки вони осаджуються у вигляді фосфату арґентуму. Одночасно з хлоридами визначаються і броміди та йодиди, однак їх вміст у воді дуже незначний.

Склавши конспект, закрийте зошит та відповідайте на запитання.