Размещено на http://www.allbest.ru/

Мониторинг загрязнения окружающей среды

ТЕМА Определение хрома по реке Москве в природном заказчике «Воробьёвы горы»

Содержание

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Характеристика реки Москва

1.2 Характеристика ионов хрома

1.3 Отбор проб анализируемого объекта

1.4 Физические и химические свойства воды

1.5 Теоретические основы фотоэлектроколориметрического метода анализа

2. Экспериментальная часть

2.1 Приборы, реактивы, материалы и посуда

2.2 Приготовление растворов

2.3 Отбор проб и подготовка их к анализу

2.4 Схема и принцип действия прибора

2.5 Графики, расчёты,таблицы

3. Безопасность жизнедеятельности

3.1 Требования безопасности перед началом работы

Выводы

Литература

Введение

Цель данной курсовой работы заключается в определении содержания ионов хрома на Москва-реке ГПУ г.Москвы «Природный заказника «Воробъёвы горы»».

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- отбор проб воды

- подбор метода анализа (зависимости от исследуемого вещества в воде)

- проведение анализа воды в химической лаборатории на содержание хрома

- обработка результатов

- вывод

Экологическое обоснование:

Экологическое обоснование хозяйственной и иной деятельности осуществляется для оценки экологической опасности намечаемых мероприятий, своевременного учета экологических, социальных и экономических последствий воздействия планируемых объектов на окружающую среду. Экологическое обоснование осуществляется в соответствии с «Инструкцией по экологическому обоснованию хозяйственной и иной деятельности», утвержденной приказом МПР России №539 от 29 декабря 1995 года.[1]

Хром относится к тяжёлым металлам и поступает в объекты окружающей среды и поступает в объекты окружающей среды в виде (). В поверхностные воды соединения трёх- и шестизарядного хрома попадают в результате выщелачивания из пород (хромит, крокоит, уваровит и др. ). Некоторые количества поступают из почв, в процессе разложения организмов и растений. Значительные количества могут поступать в водоёмы со сточными водами гальванических цехов, красильных цехов текстильных предприятий, кожевенных заводов и предприятий химической промышленности. Понижение концентраций ионов хрома может наблюдаться в результате потребления их водными организмами и процессов адсорбции.[2]

Практическое значение и актуальность курсовой работы:

При повышенном содержание и, они обладают канцерогенными свойствами. Соединения являются наиболее опасными Содержание нитритов является важным санитарным показателем. ПДК нитритов в воде согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» составляет 0,05 мг/л. [3]

1. Литературный обзор

1.1 Характеристика реки Москва

Москва-река - левый приток Оки, ее длина достигает 502 километра, площадь бассейна 17600 квадратных километров. Ее ширина в верховьях (близи Оки) колеблется от двух до десяти метров, в пределах Москвы и ниже составляет примерно 100 метров, а глубина не превышает шести метров. В Москву-реку впадают 92 притока, а сами они питаются огромным количеством рек, речек, ручьев, ключей; к бассейну Москвы-реки примыкают 362 реки и около 550 ручьев.

На расстоянии в полкилометра от истока бочагов, окруженных зарослями осоки, становится меньше, появляется русло, река струится, журча, по крупным валунам и несет свои потоки через леса, холмы и болота, обретая полноту и силу.

У деревни Марфин Брод в четырех километрах к северо-западу от Можайска, где была построена плотина, образовалось Можайское водохранилище (1960-1962). Его площадь составила 31 квадратный километр, длина 47 километров, наибольшая ширина - 3,5 километров. На участке от Можайска до Звенигорода долина Москвы-реки прорезает толщи известняков. Она менее извилиста здесь, повороты ее часто круты.

Ниже в Москву-реку впадает самый длинный ее приток - Руза, которая в свою очередь принимает около 30 речек, ручьев и ручейков. Ниже Звенигорода дно Москвы-реки становится более вязким, почвы глинистыми, склоны долины положе, повороты менее круты.

На подмываемых рекой высоких берегах часто проходят оползни. Участки суши сползают вниз вместе с травой и кустами. На оползших склонах деревья стоят косо, как бы зависая над рекой, образуя так называемый "пьяный лес". На этом участке самым крупным притоком, впадающим в Москву-реку, является живописная река Истра. Ее верховье в 1934 году было перегорожено плотиной. Истренское водохранилище - одно из самых крупных на территории Московской области. Его площадь равна 3,8 квадратных километра, длина - 24 километра, а глубина достигает 23-х метров. Оно питает реку, насыщает ее водой.

В пределы города Москва-река вступает на северо-западе, в районе Строгино, на расстоянии 320 километров от устья и покидает город на юго-востоке, пересекая МКАД у Бесединского моста. Долина реки хорошо разработана и, кроме поймы, имеет три надпойменные террасы. Большая извилистость реки (четыре большие, частично врезанные излучины у Серебряного бора, у Фили - Кунцевского лесопарка, в районе Краснопресненской и Лужнецкой набережных) не только увеличивает ее протяженность, но и создает особую живописность ее долины. Контрасты высокого подмытого левобережья и низменного правобережья Замоскворечья, а также Кремль, возвышающийся на Боровицком холме, придают городу запоминающийся облик.

В черте города Москвы река принимает около 70 притоков. Большинство рек Москвы теперь заключены в трубы или засыпаны, и только Яуза, преобразованная и обрамленная каменными набережными, пересекает город. Ниже столицы долина Москвы-реки извилиста. В 1937 году многие излучины были выпрямлены, и водный путь намного сократился.

1.2 Характеристика ионов хрома

Соединения хрома являются тяжёлыми металлами, в поверхностные воды попадают при выщелачивании из пород, некоторые количества поступают из почв в процессе разложения организмов и растений. А также могут поступать в водоёмы со сточными водами гальванических цехов, красильных цехов текстильных предприятий, кожевенных заводов и предприятий химической промышленности. Понижение концентраций ионов хрома может наблюдаться в результате потребления их водными организмами и процессов адсорбции.

Анализ воды на соединения хрома которые находится в растворённом и взвешенных состояниях проводятся для поверхностных вод, соотношение между которыми зависят от состава вод, температуры, pH среды.

В речных незагрезнённых и слабозагрезнённых водах содержание хрома колеблется от нескольких десятых долей микрограмма до нескольких микрограммов в 1 л., в загрезнённых водоёмах оно достигает несколько десятков и сотен микрограммов в 1 л.

При повышенном содержание и, они обладают канцерогенными свойствами. Соединения являются наиболее опасными.

Предельно-допустимая концентрация(ПДК) соединий хрома хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения составляет: мг/л, мг/л. Вводе водоёмов рыбохозяйственного назначения: мг/л, мг/л. [2]

Физические и химические свойства хрома

Физические свойства хрома

Плотность: 7,19 (20°C, г/см3)

Давление паров (в мм.рт.ст.): 0,001 (1240°C)

0,1 (1513°C)

1 (1695°C)

10 (1922°C)

100 (2220°C)

В свободном виде -- голубовато-белый металл с кубической объемно-центрированной решеткой, а = 0,28845 нм. При температуре 39 °C переходит из парамагнитного состояния в антиферромагнитное (точка Нееля).[5]

Химические свойства хрома Устойчив на воздухе. При 2000 °C сгорает с образованием зелёного оксида хрома(III) Cr2O3, обладающего амфотерными свойствами. Сплавляя Cr2O3 со щелочами получают хромиты:

Cr2O3 + 2NaOH > 2NaCrO2 + H2O.

Непрокаленный оксид хрома(III) легко растворяется в щелочных растворах и в кислотах:

Cr2O3 + 6HCl > 2CrCl3 + 3Н2О.

При термическом разложении карбонила хрома Cr(СО)6 получают красный основной оксид хрома(II) CrO. Коричневый или желтый гидроксид Cr(OH)2 со слабоосновными свойствами осаждается при добавлении щелочей к растворам солей хрома(II).

При взаимодействии концентрированной серной кислоты с растворами дихроматов образуются красные или фиолетово-красные кристаллы оксида хрома(VI) CrO3.

Типичный кислотный оксид, при взаимодействии с водой он образует сильные неустойчивые хромовые кислоты: хромовую H2CrO4, дихромовую H2Cr2O7 и другие изополикислоты с общей формулой H2CrnO3n+1. Увеличение степени полимеризации происходит с уменьшением рН, то есть увеличением кислотности:

2K2CrO4 + 2H2SO4 > K2Cr2O7 + 2K2SO4 + Н2О.

Но если к оранжевому раствору K2Cr2O7 прилить раствор щёлочи, как окраска вновь переходит в жёлтую так как снова образуется хромат калия K2CrO4:

K2Cr2O7 + 2KOH > 2K2CrO4 + Н2О.

При этом до высокой степени полимеризации, как это происходит у вольфрама и молибдена, не доходит, так как полихромовая кислота распадается на оксид хрома(VI) и воду:

H2CrnO3n+1 > H2О + nCrO3

Известны галогениды, соответствующие разным степеням окисления хрома. Синтезированы дигалогениды хрома CrF2, CrCl2, CrBr2 и CrI2 и тригалогениды CrF3, CrCl3, CrBr3 и CrI3. Однако, в отличие от аналогичных соединений алюминия и железа, трихлорид CrCl3 и трибромид CrBr3 хрома нелетучи.

Разраб	Рогачёв И.А.		28.12.11	КР 280201.141.10. ПЗ	Лист
Провер.	Пахомова О.К		28.12.11
Изм	Лист	№ докум	Подл	Дата		8

Среди тетрагалогенидов хрома устойчив CrF4, тетрахлорид хрома CrCl4 существует только в парах. Известен гексафторид хрома CrF6.

Получены и охарактеризованы оксигалогениды хрома CrO2F2 и CrO2Cl2.

Синтезированы соединения хрома с бором (бориды Cr2B, CrB, Cr3B4, CrB2, CrB4 и Cr5B3), с углеродом (карбиды Cr23C6, Cr7C3 и Cr3C2), c кремнием (силициды Cr3Si, Cr5Si3 и CrSi) и азотом (нитриды CrN и Cr2N).

В растворах наиболее устойчивы соединения хрома(III). В этой степени окисления хрому соответствуют как катионная форма, так и анионные формы, например, существующий в щелочной среде анион [Cr(OH)6]3?.

При окислении соединений хрома(III) в щелочной среде образуются соединения хрома(VI):

2Na3[Cr(OH)6] + 3H2O2 > 2Na2CrO4 + 2NaOH + 8H2O.

При добавлении к жёлтому раствору, содержащему хромат-ионы, раствора соли бария выпадает жёлтый осадок хромата бария BaCrO4:

Ba2+ + CrO42- > BaCrO4.

Соединения хрома(VI) -- сильные окислители, например:

K2Cr2O7 + 14HCl > 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2^ + 7H2O[6]

1.3 Отбор проб анализируемого объекта

Отбор проб воды является очень существенным этапом в экоаналитическом контроле. Ошибки, возникающие при отборе проб, как правило, исправить не удается. Поэтому достоверность и точность последующего анализа в значительной степени зависят от правильности проведения отбора проб.

Правильно отобрать пробу, значит получить пробу представительную, репрезентативную. Представительная проба статистически правильно отражает состояние объекта анализа и его качественный и количественный состав в настоящее время в данном месте, содержит достаточное количество вещества для анализа и в ней обеспечены условия сохранности вещественного состава среды в течение всего времени до получения результата анализа. Место для первичной оценки и отбора пробы выбирается в соответствии с целями анализа и на основании внимательного изучения всей имеющейся предварительной информации, а также натурного исследования местности или контролируемого объекта.

При поиске точек отбора проб воды из поверхностных источников особенно внимательно необходимо обследовать приток реки и возможные источники загрязнения выше по течению от предполагаемого места первичной оценки или пробоотбора.

Место отбора проб сточных вод оценивается и выбирается только после подробного ознакомления с технологией производств, потреблением и сбросом воды, местоположением цехов объекта, системой канализации, назначением и работой отдельных элементов систем очистки.

Створы отбора и оценки проб устанавливают на водоемах примерно в 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непрочных водоемах и водохранилищах - в 1 км в обе стороны от пункта водопользования.

Условия, которые следует соблюдать при отборе проб.

Ч Проба должна быть представительной

Ч Проба воды, взятая для анализа, должна отражать условия и место её взятия

Ч Отбор пробы, её хранение, транспортировка должны производиться так, чтобы не произошли изменения в содержании определенных количеств или свойств воды

Объем пробы воды должен быть достаточным и соответствовать применяемой методике контроля.

Виды отбора проб.

В зависимости от целей контроля применяют разовый или серийный отбор проб. При разовом отборе пробу берут один раз в определенном месте и рассматривают результат анализа. Для характеристики изменения состава воды отдельных стоков промышленных сточных вод отбирают разовые пробы в разное время через одинаковые промежутки времени и определяют в них компоненты, характерные для данного стока. Это серийный отбор проб.

Пробы бывают простые и смешанные. Простые пробы - это пробы, полученные путем однократного отбора всего требуемого количества воды. Смешанные пробы получают, сливая простые пробы, взятые в одном месте, через определенные промежутки времени.

Оборудование для отбора проб воды.

Разраб	Рогачёв И.А.		28.12.11	КР 280201.141.10. ПЗ	Лист
Провер.	Пахомова О.К		28.12.11
Изм	Лист	№ докум	Подл	Дата		9

Пробы воды с намеченной глубины открытого водоема отбирают батометром. Также допускается отбор проб бутылью. Бутыль закрывают пробкой, к которой прикреплен шнур. Затем бутыль вставляют в тяжелую оправу или к ней подвешивают груз на тросе. Перед отбором пробы бутыль не менее двух раз ополаскивают водой, подлежащей исследованию. Бутыль опускают на намеченную глубину, открывают крышку, отбирают пробу, затем крышку герметично закрывают. Хром обладает всеми характерными свойствами металлов -- хорошо проводит тепло, почти не оказывает сопротивления электрическому току, имеет присущий большинству металлов блеск. Любопытна одна особенность хрома: при температуре около 37°С он ведет себя явно «вызывающе» -- многие его физические свойства резко, скачкообразно меняются. В этой температурной точке внутреннее трение хрома достигает максимума, а модуль упругости падает до минимальных значений. Так же внезапно изменяются электропроводность, коэффициент линейного расширения, термоэлектродвижущая сила. Пока ученые не могут объяснить эту аномалию.

1.4 Физические и химические свойства воды

Физические свойства воды.

В современной шкале измерений вода принята за эталон по очень многим показателям. Температурой таяния льда является 0 градусов Цельсия, а температурой кипения воды 100 градусов.

Всем известно, что замерзание водоема происходит только в верхней толще воды. Благодаря этому явлению, подводный мир, остающийся на зимовье, «засыпает», но не погибает, что могло бы произойти при полном промерзании водоема. Это уникальное свойство воды обусловлено тем, что при температуре в 4 градуса по Цельсию, вода имеет наивысшую плотность. Вода отдает свое тепло, нагревая воздух, и тем самым охлаждается, холодный слой воды имеет более высокую плотность и стремится опуститься на более низкий уровень, вытесняя тем самым более теплые водяные слои, имеющее меньшую плотность. Этот процесс мог бы продолжаться до бесконечности, до полного замерзания водоема, но этого не наступает, так как в любом случае температура охлаждения воды когда-нибудь достигает отметки +4 градуса тепла и вступает в силу «аномальное» явление - предельная плотность, после этого обмен слоев воды заканчивается.

При дальнейшем понижении температуры менее плотные (верхние) слои воды будут образовывать крепкую ледяную корку, нижняя часть которой не будет таять при соприкосновении с жидкой водой, так как она будет иметь температуру в 0 градусов по Цельсию.Ледяная корка выполняет защитную функцию от поступления дополнительного тепла, и поэтому при нуле градусов вода может находиться в двух состояниях одновременно - жидком и твердом. Надо отметить, что ближе ко дну водоема, вода будет намного теплее, чем на поверхности. Существует зависимость - чем больше глубина водоема, тем меньше он промерзает, в мелководных водоемах, имеющих тенденцию к полному промерзанию, виживают лишь отдельные организмы, имеющие споровую защитную структуру.

Если принять за константу, что плотность воды равна 1, то плотность льда будет равна 0,91. Подобные вычисления помогают узнавать толщину плывущей льдины.

Это становится очень актуальным для рыболовных судов и морских грузоперевозок, осуществляемых на территориях Крайнего Севера, Южного и Северного полюсов, так как эти природные регионы просто наводнены айсбергами и торосами, которые могут вызвать, при столкновении с ними, поломки или полное крушение судна. Еще одна особенность при нагревании характерна для воды - любое горячее тело, нагревается тяжелее, чем холодное, так как поглощает намного больше тепла. Этот закон не относится к воде. При нагревании воды от 0 градусов ее теплоемкость падает, при температуре 28 градусов тепла, значение теплоемкости воды становится наименьшим. Становится не очень понятно, как же быть с понятием «калория». Дело в том, что в технических характеристиках используются свойства не простой воды, а чистой, которую нагревают в температурном диапазоне от 14,5 градусов тепла до 15.5 (понятие пятнадцатая калория).

Значение это очень близко к нагреванию обычной воды, от 0 до 100 градусов по Цельсию.

Переход воды в состояние водяного пара. Пар образуется посредством испарения воды и состоит из мельчайших частиц, которые незаметны для глаза. Процесс испарения воды в природе происходит круглогодично. Процесс парообразования ускоряется при повышении температуры.Молекула её состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода().

Химические свойства воды.

Вода - это самый уникальный природный растворитель, который только существует на нашей планете. Вода растворяет в себе неимоверное количество элементов, образуя различные химические соединения, служащие во благо человечества.Это отличительное свойство воды приводит к тому, что абсолютно чистой воды в природе не существует.

Помимо твердых веществ, вода так же растворяет различные газы. Если сравнить воздух, выделенный из воды и воздух, которым мы дышим, то он будет разительно отличаться. Воздух выделенный из воды значительно сильнее обогащен кислородом (63% - азот, 36% - кислород, атмосферный воздух содержит 78% азота и 21% кислорода).. Понятие жесткости воды напрямую зависит от количества растворенных в ней минеральных веществ. Чем веществ больше, тем и жесткость воды выше. Жесткость воды подразделяется на карбанатную, некарбанатную и общую.Временная жесткость определяется наличием в воде двууглекислых солей магния, железа и кальция - это слабые химические соединения, легко разрушаемые и выпадающие в осадок.Постоянная жесткость определяет наличие хлористых и сернокислых солей магния, натрия, калия, кальция, эти соли имеют устойчивую химическую природу и при кипячении не образуют осадка, а значит не разрушаются. Самыми вредными считаются сернокислые и хлористые соли магния (при кипячении они образуют соляную и серную кислоту, очень вредную для здоровья всего живого мира флоры и фауны, а так же и человека). ион хром реактив водный

Вещества, полученные путем кристаллизации при участии воды - называются кристаллогидратами, их молекулярное взаимодействие происходит самостоятельно или частично замещено, молекулы воды входят в таких веществах в их кристаллические решетки.Вода, которая входит в состав кристаллов в строго определенном количестве, называется кристаллизационной (медный купорос). Особое свойство такой воды - она имеет все свойства твердых кристаллов вещества, в составе которых находится (сахар, соль, сода). Некоторые такие кристаллические соединения очень непрочны, например сода, она легко теряет свою кристаллизационную воду - в науке такой процесс называют выветриванием.

Химические процессы в природе проходят постоянно, некоторые из них настолько медленны, что не заметны для наружного наблюдения.

Для ускорения таких химических процессов существуют различные вещества, которые называются катализаторами. Вода один из самых мощных и сильных катализаторов. Посредством воды появляется ржавчина на железе, взрыв гремучего газа так же может произойти только при участии воды.



1.5 Теоретические основы фотоэлектроколориметрического метода анализа

Фотоэлектроколориметрические методы относятся к объективным методам, так как интенсивность окраски растворов оценивают с помощью специальных устройств - фотоэлементов, в основе которых лежит явление фотоэффекта.

Фотоэффектом называют явление отрыва электронов от атомов веществ под действием светового потока.

В Фотоэлектроколориметрических методах анализа используют приборы двух типов: однолучевые фотоэлектроколориметры (фотоэлектроколориметры с одним фотоэлементом или фотоэлектроколориметры прямого действия); двухлучевые фотоэлектроколориметры (фотоэлектроколориметры с двумя фотоэлементами)

Для определения ионов хрома в питьевых, поверхностных и сточных водах используют фотоэлектроколориметрический метод, основанный на зависимости светопоглощения раствора от его концентрации. Использования света видимой области спектра в данном методе дает возможность анализировать окрашенные вещества, которые можно перевести в окрашенные растворы.

В основе фотоэлектроколориметрического метода анализа лежит закон Бургера - Ламберта - Бера: абсорбционность прямо пропорциональна концентрации раствора и толщине поглощающего слоя.

,

где А - абсорбционность,

Е - молярный коэффициент светопоглощения,

L - толщина поглощающего слоя,

С - концентрация раствора.[9]

2. Экспериментальная часть

2.1 Приборы, реактивы, материалы и посуда

Приборы

Ч КФК-2МП

Ч Технические весы

Ч Аналитические весы

Реактивы

Ч Дифенилкарбозид

Ч Фосфорная кислота ()

Ч Серная кислота ()

Ч Дихромат калия ()

Материалы

Ч Стеклограф

Ч Промывалка

Ч Груша

Посуда

Ч Чашка фарфоровая

Ч Мерные колбы на 500 мл(3 шт.), 250 мл (8 шт),

Ч Пипетки на 10 мл, 15 мл,

2.2 Приготовление растворов

Приготовление основного раствора

Вычисление массы навески:

=52,00 г/моль

=294,185 г/моль

=500,00 мл

1,4143 г х.ч.взвешивают на аналитических весах, количественно переносят в мерную колбу на 500 мл ,растворяют, объём в мерной колбе доводят дистиллированной водой до метки.

Приготовлениеи раствора

Приготовление серной кислоты:

Склянку объёмом 200 мл моют и ополаскивают дистиллированной водой, затем её калибруют, если она не калибрована, для этого с помощью цилиндра отмеряют нужный объём воды, выливают в склянку и делают стеклографом метку. Ареометром проводим измерение плотности и находим по справочнику Лурье концентрацию кислоты, затем в склянку наливают больше половины дистиллированной воды, цилиндром отмеривают рассчитанное количество кислоты и осторожно приливают серную кислоту в воду при непрерывном перемишивании, раствор разбавляют дистиллированной водой до метки и перемешивают.

=27,5743;

Приготовление фосфорной кислоты:

Склянку объёмом 200 мл моют и ополаскивают дистиллированной водой, затем её калибруют если она не калибрована, для этого с помощью цилиндра отмеряют нужный объём воды, выливают в склянку и делают стеклографом метку. Ареометром проводим измерение плотности и находим по справочнику Лурье концентрацию кислоты, затем в склянку наливают больше половины дистиллированной воды, цилиндром отмеривают рассчитанное количество кислоты и осторожно приливают фосфорную кислоту в воду при непрерывном перемишивании, раствор разбавляют дистиллированной водой до метки и перемешивают

Приготовление дефинилкарбазида.

Берём склянку и калибруем на 30 мл, взвешивают на технических весах навеску 0,3 г сухого дефинилкарбазида. Переносим дефинилкарбазид в склянку, доливаем его до 30 мл (до метки).

2.3 Отбор проб и подготовка их к анализу

Проба брал на ГПУ г.Москвы «Природный заказника «Воробъёвы горы»из реки Москва, с помощью стеклянной бутыли. Затем стеклянную бутыль опускал в реку и когда в неё залилась полностью анализируемая вода, поднимал из реки, потом добавил 5 мл азотной кислоты на 1л воды закрыл крышкой и перемешал. Дома 3сутоки проба хранилась при температуре +4°. Подготовка пробы анализируемой воды: 100,00 мл анализируемой воды отмеривают мерной колбой, затем с помощью пипеток добавляют 1 мл раствора , 0,3 мл , перемешивают; затем добавляют 2 мл раствора дифенилкарбазида и смесь снова перемишивают

2.4 Схема и принцип действия прибора

Назначение прибора

Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2МП предназначен дляявляется однолучевым прибором и предназначен для измерения в отдельных участках диапазона длин волн 315-980 нм, выделяемых светофильтрами, коэффициентов пропускания и абсорбционности растворов твердых тел, а также определения концентрации веществ в растворах. Колориметр позволяет также измерять коэффициенты пропускания рассеивающих взвесей, эмульсий и коллоидных растворов в проходящем свете. КФК-2 применяют на предприятиях водоснабжения, в медицинской, химической, пищевой, металлургической промышленности, в сельском хозяйстве.

Нормальными условиями работы колориметра являются:

Температура окружающей среды(20±5) єС, относительная влажность воздуха 45-80%,напряжение питания сети (220±22)В,50 Гц.

Технические данные

· Спектральный диапазон работы от 315-980 нм. Весь спектральный диапазон разбит на 11 спектральных интервалов, выделяемых с помощью светофильтров.

· Пределы измерения на колориметре коэффициентов пропускания от 100 до 1%(абсорбционность от 0 до 2)

· Предел допускаемого значения основной абсолютной погрешности колориметра при измерении 1,0%

· Предел допускаемого значения среднеквадратического отклонения отдельного наблюдения 0,3%

· Дополнительная погрешность колориметра при измерении температуры окружающего воздуха от 2 до 35 єС и от 20 до 10 єС-не более 0,5%

· Источник излучения- лампа галогенная малогабаритная КПМН-6,3-15

· Рабочая длина кювет (набор кювет№2),50,30,20,10,5,3,2мм.

· Приемники излучения :фотоэлементФ26 и фотодиод фд-24К

· Результаты измерения коэффициента пропускания Т, абсорбционности А, концентрации Си активности выводятся на цифровое табло.

· Потребляемая мощность колориметра ,не более 130 В

· Питание колориметра производится от сети переменного тока напряжением (220±22)В,частотой (50/60±0,5)Гц

· Габаритные размеры не более 435Ч33Ч320мм

· Масса 12,5 кг

· Установленный полный срок службы , 5 лет

· Время непрерывной работы ,8 часов

Принципиальная оптическая схема

Рис.2.1. Оптическая схема КФК-2МП:

1-лампа накаливания; 2-конденсоры; 3- диафрагма; 4,5- объективы; 6-теплозащитный светофильтр; 7- нейтральный светофильтр; 8- цветной светофильтр; 9,11- защитные стекла; 10- кювета с раствором; 12-фотодиод; 13-светофильтр из стекла СЗС-16; 14- делительная пластина; 15-фотоэлемент

Нить лампы накаливания 1(рис. 1.) конденсором 2 изображается в плоскости диафрагмы 3. Это изображение объективами 4 и 5 переносится в плоскость, отстающую от объектива на расстоянии 300 мм. Кювету 10 с исследуемым раствором вводят в световой пучок между защитными стеклами 9 и 11. Для выделения узких участков из сплошного спектра излучения лампы в приборе предусмотрены цветные светофильтры 8. Теплозащитный светофильтр 6 вводят в световой пучок при работе в видимой области спектра. Для ослабления светового потока при работе в диапазоне 400-540 нм установлен нейтральный светофильтр 7. Пластина 14 делит световой поток на два: 10 % светового потока направляется на фотодиод ФД-24К(12)и 90 % - на фотоэлемент Ф-26(15). Для уравнения фототоков, снимаемых с фотодиода при работе с различными цветными светофильтрами, перед ним установлен светофильтр 13 из цветного стекла СЗС-16

Принцип действия прибора.

Принцип действия колориметра основан на поочерёдном измерении светового потока, прошедшего через растворитель или контрольный раствор, по отношению к которому производится измерение, и потока прошедшего через исследуемую среду.

Световые потоки фотоприёмниками преобразуются в электрические сигналы, которые обрабатываются микро-ЭВМ колориметра и представляются на цифровом табло в виде коэффициента пропускания, абсорбционности, концентрации, активности.

С помощью микро-ЭВМ рассчитывается коэффициент пропускания исследуемого раствора.

Устройство колориметра.

Колориметр состоит из колориметрического 1 и вычислительного 2 блоков и блока питания.

В колориметрический блок входят:

-осветитель;

-узел оптический;

-светофильтры;

-кюветное отделение;

-кюветодержатель;

-устройство фотометрическое с усилителем постоянного тока и элементами регулирования.

Методика работы на приборе.

Подсоединить колориметр к сети 220 В ,50/60 Гц, открыть крышку кюветного отделения ,включить тумблер СЕТЬ, при этом должна загореться сигнальная лампа.



Нажать клавишу ПУСК - на цифровом табло появляется мигающая запятая и горит индикатор «Р».

Выдержать прибор во включённом состоянии 15 минут, при открытой крышке кюветного отделения. Измерение и учёт «нулевого отсчёта» n0 производится при помощи клавиши «Ш(0)» МПС, цифровом табло справа от мигающей запятой высвечивается значение n0 , а слева - символ «0». Значение n0 должно быть не менее 0,001 и не более 1,000.

В кюветное отделение установить кюветы с растворителем или контрольным раствором, по отношению к которому производится измерение, и исследуемым раствором. Кювета с растворителем или контрольным раствором устанавливается на дальнее гнездо кюветодержателя, а кювета с исследуемым раствором в ближнее. Ручкой 6 установить необходимый светофильтр, ручкой 3 - нужный фотоприёмник. Ручкой 4 в световой пучок вводят кювету с растворителем или контрольным раствором .Закрывают крышку кюветного отделения ,нажимают клавишу «К(1)».На цифровом табло слева от мигающей запятой загорается символ «1».Затем ручкой 4 в световой пучок вводят кювету. Нажимают клавишу «Д(5)» и на табло загорается символ «5», означающий , что произошло измерение абсорбционности.

На данном светофильтре провести измерение 3 раза, повторяя все вышеописанные операции и значение абсорбционности определить как среднее арифметическое из полученных значений. Относительная погрешность будет различной и достигнет минимума при значении абсорбционности 0,4.Поэтому приработе на приборе рекомендуется путём выбора кюветы и светофильтра работать вблизи указанного значения абсорбционности.

Выбор кюветы производится визуально, соответственно интенсивности окраски раствора,если он тёмный, то стоит воспользоваться кюветами малой рабочей длины (1-3мм).В случае слабоокрашенных растворов рекомендуется брать кюветы большей рабочей длины (30-100мм).

В предварительно подобранную кювету налить раствор и измерить его абсорбционность на всез светофильтрах. На основании полученных данных выберите тот светофильтр (установкой ручки 6) на котором будут проводится измерения стандартных растворов. Далее в кювету, где был окрашенный раствор максимальной концентрации (сполоснув кювету дистиллированной водой)измерить абсорбционность на выбранном светофильтре. Так же измерить все стандартные растворы.

Условия определения выбирают через 30 минут.

а) Выбор светофильтра

Для выбора светофильтра берут стандартный раствор максимальной концентрации. Измеряют абсорбционность (А) раствора на всех светофильтрах по отношению к холостому раствору. По данным строят график в координатах: абсорбционность (А) - длина волны падающего света ().

Выбирают для анализа тот светофильтр, который дает максимальное значение абсорбционности (А).

б) Выбор кюветы

Для выбора кюветы (толщины поглощающего слоя) берут стандартный раствор максимальной концентрации. Измеряют абсорбционность (А) на выбранном светофильтре во всех кюветах по отношению к холостому раствору. Абсорбционность должна быть близкой к единице.

2) Построение градуировочного графика

Измеряют абсорбционность (А) на выбранном светофильтре и в выбранной кювете всех стандартных растворов по отношению к холостому раствору. Строят график в координатах абсорбционность (А) - концентрация (С).

3) Определение концентрации ионов хрома в воде

Измеряют абсорбционность (А) анализируемой воды по отношению к холостому раствору и по градуировочному графику находят концентрацию нитритов в мг/л.

Методика проведения анализа

Приготовление рабочего раствора № 1

В мерной колбе 500 мл приготовить рабочий раствор с массовой концентрацией хрома 0,05 мг/мл из основного раствора с массовой концентрацией хрома 1,00 мг/мл

Методика приготовления рабочего раствора № 1

25,00 мл основного раствора отмеривают пипеткой, переносят в мерную колбу 500 мл, разбавляют дистиллированной водой до метки, закрывают пробкой, перемешивают.

приготовления рабочего раствора № 2

В мерной колбе500 мл приготовить рабочий раствор с массовой концентрацией хрома 0,002 мг/мл из рабочего раствора № 1 с массовой концентрацией хрома 0,05 мг/мл

Методика приготовления рабочего раствора № 2

20,00 мл рабочего раствора № 1 отмеривают пипеткой, переносят в мерную колбу 500 мл, разбавляют дистиллированной водой до метки,закрывают пробкой,перемишивают.

Приготовление серии стандартных растворов:

В мерные колбы 100,00 мл по бюретке отмеряют рабочий раствор №2:

0 мл;0,10 мл;0,50 мл;1,00 мл;1,50 мл;2,00 мл;3,00 мл.Вкаждую мерную колбу добавляют дистиллированную воду до метки,затем с помощью пипеток добавляют 1 мл раствора , 0,3 мл ,перемишивают; затем добавляют 2 мл раствора дефинилкарбазида и смесь снова перемешивают. Вычисление концентрации приготовленных стандартных растворов.

2.5 Графики, расчёты,таблицы

Cm1 = 0

Cm2 =

Cm3 =

Cm4 =

Cm5 =

Cm6 = мг/л

Cm7 =

Cm8 = [10]

л	400	440	490	540	590	670	750
A	0,075	0,055	0,03	0,012	0,048	0,062	0,042
C	0,10	0,50	1,00	1,50	2,00	3,00	Контр.
A	0,079	0,098	0,104	0,110	0,116	0,112	0,089

3. Безопасность жизнедеятельности

3.1 Требования безопасности перед началом работы

Требования безопасности перед началом работы

1.Перед проведением экспериментальной работы каждый должен

надеть халат. Халат должен быть из хлопчатобумажной ткани, застёгиваться только спереди, манжеты рукавов должны быть на пуговицах. Длина халата -- ниже колен. Стирать халат, испачканный химическими реактивами, необходимо отдельно от остального нательного белья.

2.При проведении эксперимента, связанного с нагреванием жидкостей до температуры кипения, использованием разъедающих растворов, необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты

3 Имеющие длинные волосы, не должны оставлять их в распущенном виде, чтобы исключить возможность их соприкосновения с лабораторным оборудованием, реактивами и тем более -- с открытым огнем.

4.Прежде, чем приступить к выполнению эксперимента, надо по учебнику или инструктивной карточке изучить и уяснить порядок выполнения предстоящей работы.

5.Нужно внимательно выслушать инструктаж по технике безопасности в соответствии с особенностями предстоящей работы. Текущий инструктаж по технике безопасности перед практической работой регистрируется, собственноручно в тетрадях для практических работ. Текущий инструктаж перед лабораторной работой не регистрируется.

6.Приступать к проведению эксперимента можно только с разрешения заведущего лабораторией или лаборанта.

Требования безопасности во время работы

1.Во время работы в кабинете химии необходимо быть максимально внимательными, дисциплинированными, строго следовать указаниям заведующего лабораторией или лаборантом, соблюдать тишину, поддерживать чистоту и порядок на рабочем месте.

2.Во время демонстрационных опытов надо находиться на своих рабочих местах или пересесть по указанию заведующего лабораторией или лаборанта на другое, более безопасное место. 3. При выполнении лабораторных и практических работ нужно неукоснительно соблюдать правила техники, безопасности, следить, чтобы вещества не попадали на кожу лица и рук, так как многие из них вызывают раздражение кожи и слизистых оболочек.

4. Никакие вещества в лаборатории нельзя пробовать на вкус! Нюхать вещества можно, лишь осторожно направляя на себя их пары или газы лёгким движением руки, а не наклоняясь к сосуду и не вдыхая полной грудью.

5.При выполнении лабораторных работ необходимо точно повторять действия в методичке где указано как нужно правильно проводить эксперимент.

6. Подготовленный к работе прибор нужно показать заведущему лабораторией или лаборанту.

7. По первому требованию заведущего лабораторией или лаборанта нужно немедленно прекратить выполнение работы (эксперимента). Возобновление работы возможно только с разрешения.

8. Запрещается самостоятельно проводить любые опыты, не предусмотренные в данной работе.

9.Запрещается выливать в канализацию растворы и органические жидкости.

10. Обо всех разлитых и рассыпанных реактивах необходимо немедленно сообщить заведущему лабораторией или лаборанту. Запрещается самостоятельно убирать любые вещества.

11. Обо всех неполадках в работе оборудования, водопровода, электросети и т.п. нужно сообщить заведущему лабораторией или лаборанту. Запрещается самостоятельно устранять не­исправности.

12.При получении травм (порезы, ожоги и т.п.), а также при плохом самочувствии необходимо немедленно сообщить об этом заведующему лабораторией или лаборанту.

13.Во время работы учащимся переходить на другое рабочее место без разрешения .

14. Запрещается брать вещества и какое-либо оборудо­вание с незадействованных на данный момент рабочих мест.

15. Недопустимо во время работы перебрасывать друг другу ка­кие-либо вещи (учебники, тетради, ручки и др.).

16.Запрещается оставлять без присмотра включенные нагрева­тельные приборы, а также зажигать горелки и спиртовки без надобности.

Требования безопасности по окончанию работы

1. Уборка рабочих мест по окончании работы производится в соответствии с указаниями заведующего лабораторией или лаборанта.

2.Нужно привести в порядок свое рабочее место, сдать учителю или лаборанту дополнительные реактивы и оборудование, выданные в лотке, удостовериться в наличии порядка в обоих ящиках рабочего стола и закрыть их. Запрещается убирать в ящики грязную посуду, ее необходимо сдать заведующему лабораторией или лаборанту.

3. По окончании лабораторной и практической работ надо вымыть руки с мылом.

4. Стирать халат, испачканный химическими реактивами, необходимо отдельно от остального нательного белья. [11]

Выводы

Было провидено отбор пробы на содержания ионов хрома на Москва-реке ГПУ г.Москвы «Природный заказника «Воробъёвы горы»» и по результатам было выявлено.

Литература

1. Акимова Т.А., Кузьмин А.П., Хаскин В.В. Экология. Природа - Человек - Техника: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2011. 343 с.

2. Владимиров А.М. Охрана окружающей среды. Л., 2007. 205 с.

3. Гирусов Э.В. Экология и экономика. М., 2014. 455 с.

4. Донин Л. С. Справочник по вентиляции в пищевой промышленности. М: Пищевая промышленность, 2007. 352 с.

5. Замотайлов А. С. Красная книга Краснодарского края, животные. Краснодар, 2008. 480 с.

6. Литвинская С.А. Красная книга Краснодарского края: растения и грибы. Краснодар, 2010. 638 с.

Размещено на Allbest.ru