مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمايش هاي شيميايي آب
1- اندازه گيري قليائيت :
الف) 100 سي سي از نمونه آب مورد نظر را در يك ارلن ماير 500 سي سي بريزيد.
ب) 3 تا 4 قطره معرف P بدان اضافه نماييد.
ج) در صورتي كه رنگ محلول به ارغواني تغيير شكل دهد آب حاوي قليائيت است در غير اينصورت آب قليائيت ندارد.
د) در آب حاوي قليائيت ( رنگ محلول ارغواني ) محلول اسيد سولفوريك N02/0 اضافه نماييد تا رنگ ارغواني ازبين برود ، PH محلول در اين شرايط 3/8 خواهد شد . هر سي سي از اسيد سولفوريك مصرف شده معرف pmm10 قليائيت ساده بر حسب معادل كربنات كلسيم ، ( ميلي گرم بر ليترcaco3 ) است.
ذ) براي پيدا كردن قليائيت كل بايد در حضور معرف T  به تيتراسيون ادامه دهيم تا رنگ زرد پرتغالي ( پوست پيازي ) ظاهر شود.
ر) PH در اين نقطه حدود 5/4 است.
ز) مقدار اسيد مصرف شده از ابتدا تا PH حدود 5/4 را در عدد 10 ضرب كرده تا قليائيت كا پيدا شود.

<> 

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه :

اسیدیته یک نمونه عبارت است از ظرفیت کمی آن نمونه در خنثی نمودن یک باز قوی،مقدار اندازه گیری شده مستقیماً به PHنقطه پایانی تیتراسیون مربوط می شود.اسیدیته به عنوان یک خاصیت کلی آب عنوان میگردد و گرنه تعیین و تفسیر دقیق آن منوط به روشن بودن ترکیب کامل شیمیایی آب است.عوامل متعددی در اسیدیته آب موثرند از آن جمله می توان اسیدهای معدنی قوی،اسیدهای ضعیف نظیر اسید کربنیک و استیک و نمکهای هیدرولیز شونده مانند سولفات فرو و سولفات آلومنیم را ذکر کرد. کربن دی اکسید معمولاً اصلی ترین عامل اسیدی در آبهای سطحی غیر آلوده است

اسیدیته آب با توجه به نقش موثرش در فرآیند های شیمیایی و بیوشیمیایی و در ضمن امر خوردگی فلزات از اهمیت زیادی بر خوردار است.

تیترانت : NAOH    ،    تیتر شونده : HCL

شناساگر :  فنل فتالئین ، متیل اورانژ

هدف آزمایش :

مقایسه میزان اسیدیته شناساگر فنل فتالئین  و متیل اورانژ

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه :

COD در اصل اکسیژن مورد نیاز شیمیایی ( Chemical Oxygen Demand ) است و در این آزمایش مواد شیمیایی برای تعیین مقدار مواد آلی استفاده می شود که با توجه به میزان مصرف مواد شیمیایی میزان مواد آلی نیز تعیین مقدار می شود. بطور کلی مواد اکسید کننده متفاوتی در اندازگیری COD مورد آزمایش قرار گرفته اند که بهترین آن در حال حاضر دی کرومات پتاسیم (K₂Cr₂O₆)   می باشد، یون کرومات یک ماده اکسید کننده قوی است که می تواند مواد آلی موجود در فاضلاب را اکسید نماید ، برای آزمایش COD باید شرایط  زیر مهیا باشد:

الف-این واکنش باید در محیط اسیدی انجام شود.( PH باید زیر 2 باشد )

ب- باید به واکنش حرارت داده شود تا اکسیداسیون سریع تر انجام شود.

ج-اضافه کردن سولفات نقره به عنوان کاتالیزور ، که سولفات نقره را به اسید سولفوریک غلیظ اضافه کرده و یک اسید بنام اسید مخصوص COD می سازند.

نتیجه می گیریم که آزمایش COD  باید در محیط اسیدی و گرم انجام شود. 

مهمترین عامل مزاحم در انجام آزمایش COD وجود یون های کلرور (^- Cl  ) است بخوصوص در فاضلاب خانگی و شهری ، چون کلرور یک عامل احیا کننده قوی است و ممکن است مقداری از دی کرومات پتاسیم اضافه شده به نمونه صرف اکسیداسیون کلرور شود و در آزمایش ایجاد خطا نماید. بنابر این برای رفع مزاحمت مربوط به کلرور از سولفات جیوه استفاده می شود و کلرور را به شکل HgCl₂ رسوب می دهد.

برای تعیین مقدار دی کرومات پتاسیم باقیمانده در آزمایش COD از ماده ای استفاده می شود که دارای آهن دو ظرفیتی است و قدرت احیا کنندگی بالایی دارد و توسط آن دی کرومات پتاسیم باقیمانده را تیتراسیون می کنند این ماده فروس آمونیوم سولفات FASنام دارد.

برای جلوگیری از خروج مواد فرار موجود در فاضلاب و یا مواد فراری که در طی عمل اکسیداسیون ایجاد می شوند. از محیط عمل خارج نگردند عمل اکسیداسیون با استفاده از دستگاه تقطیر برگشتی انجام می گیرد.کلیه مواد غیر آلی اکسید شونده موجود در نمونه تداخل ایجاد کرده و مقدار COD را بیشتر از مقدار واقعی آن نشان می دهد. یونهای نیتریت ( که برای حذف آن از اسید سولفومیک استفاده می شود )، کلر ( که برای حذف آن از سولفات جیوه استفاده می شود.) ، آهن دو ظرفیتی ( که برای حذف آن از فنانترولین استفاده می شود.)

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه

قلیائیت یعنی توانایی آب برای خنثی کردم موادی با PH کمتر از 7 (مواد اسیدی) آب آلوده قلیائیت دارد.

قلیائیت برابر است با مقدار یون های موجود در آب که بر اثر واکنش با یون H مثبت آن را خنثی می کند به عبارتی میزان توانایی آب برای خنثی کردن اسیدها را گویند.

قلیاییت آب بیشتر به دلیل وجود نمک های اسید های ضعیف و باز های قوی می باشد چنین موادی همانند بافر عمل کرده و در مقابل کاهش PH که در اثر افزایش اسید حاصل می شود مقاومت می نماید ، در نتیجه قلیاییت نشانگر ظرفیت بازی آب بوده و در این مورد تا حد زیادی در عمل تصفیه فاضلاب به کار می رود.

انواع قلیاییت:

1- قلیاییت نوع اول یا فنل فتالیین یا موقت:

معرف مورد استفاده در این مرحله فنل فتالیین است این معرف در PH بالاتر از 3/8 عمل کرده و رنگ آب را به صورت ارغوانی در می اورد. جهت تعیین این قلیاییت پس از اضافه کردن معرف مورد نظر از اسید سولفوریک 02/0 نرمال جهت تیتراسیون استفاده می شود.تغییر رنگ از ارغوانی به بی رنگ

2- قلیاییت نوع دوم متیل اورانژ یا دائم :

معرف مورد استفاده در این مرحله متیل اورانژ می باشد که منجر به تغییر رنگ آب به زرد می شود.این تغییر رنگ نشان از محدوده ی PH بیشتر از 5/4 تا  3/8 می باشد.در اثر اضافه کردن اسید سولفوریک جهت تیتراسیون  محلول از زرد به نارنجی تند تبدیل می شود.

یون هایی که قلیائیت آب را زیاد می کنند OH ^-  ، بی کربنات و کربنات .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه

سختی عبارت است از حضور کاتیون ها ی فلزی چند ظرفیتی مخصوصا فلزات قلیایی خاکی از آنجایی که عامل تشکیل سختی عمدتا کلسیم و منیزیم می باشند لذا سختی به حضور کاتیونهای کلسیم ومنیزیم در آب اطلاق می شود.

مقدار سختی آب را بر اساس میلی گرم بر لیتر یا گرم بر متر مکعب کربنات کلسیم گزارش می شود.

آب سخت آبی است که حاوی نمک‌های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی ٬ کلسیم ٬ منیزیم و ... است.

فواید آب سخت

آب سخت برای انسان مضر نیست بلکه مفید است و معمولاً شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت می‌آشامند زودتر بهبودی حاصل می‌کند و بیماری راشیتیسم کمتر در این اشخاص دیده می‌شود.

مضرات آب سخت

علیرغم فواید آب سخت برای بدن سختی بیش از حد آب نیز مضراتی دارد که مهمترین آن تشدید پدیده تولید سنگ کلیه به دلیل رسوب بونهای معلق در کلیه میشود. آب سخت برای رختشویی و مصرف در کارخانجات مناسب نیست. آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه خوب چایی و قهوه می‌شود. پخته نشدن حبوبات با آب سخت ضرر رساندن به جداره دیگهای بخار و ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ خوب کف نکردن صابون و موجب افزایش مصرف صابون مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها رفع سختی آب در تجارت تعداد زیادی مواد شیمیایی برای رفع سختی آب به فروش می‌رسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب در دیگها سختی آنرا می‌گیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد آهک و گچ را رسوب می‌دهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

BOD چیست ؟

BOD نرخ مصرف اکسیژن در داخل آب توسط ارگانیزمهاست است . اگر BOD کم باشد آب پاک و فاقد ارگانیسم است یا آنکه ارگانیزمهای داخل آب مرده و نیازی به مصرف اکسیژن ندارند . BOD مقدار اکسیژن لازم برای ثبات بیولوژیکی در آب است . اندازه تاًسیسات تصفیه بیولوژیکی خصوصاً میزان هوادهی فاضلاب در حوضچه های هوا دهی را می توان با اندازه BOD محاسبه نمود .

اگر BOD آبی ppm ۱ باشد تقریباً آب خالص است . آب با BOD تا ppm ۵ نسبتاً خالص فرض می شود و وقتی که BOD به بیشتر از ppm ۵ برسد خلوص آب مورد تردید قرار می گیرد . اما اگر مقدار BOD از ppm ۲۰ تجاوز کند سلامت عمومی مورد خطر واقع می شود .

آزمایشات BOD تخمین واقع بینانه ای از کیفیت اکسیژنی که وارد به آب شده است را فراهم می سازد . BOD چگونه تعیین می شود ؟

دو بطری از یک آب نهر پر می شوند . میزان DO یکی اندازه گیری می شود ، سپس درب بطری دیگر را بسته و داخل همان جریان آب به مدت ۵ روز قرار می گیرد ( برای حفظ شرایط محیطی مثل درجه حرارت ، زمان و نور ) بعد از ۵ روز DO ظرف دوم اندازه گیری شده و اختلاف DO ظرف اول و دوم مشخص کننده BOD۵ است .

درجه حرارت ، نور و زمان عوامل موثر در BOD هستند . لازم به ذکر است آزمایش حتماً بایستی در درجه حرارت ۲۰درجه سانتی گراد و در محیط به مدت ۵ روز باشد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

روش اندازه‏ گيري مقدار آمونياك
1 ـ هدف
هدف از تدوين اين استاندارد بيان روش اندازه‏گيري مقدار آمونياك موجود در يك زداينده مي‏باشد .
اين روش براي پاك كننده ‏هايي كه داراي اوره هستند مناسب نيست .
در صورتي كه زداينده‏ها داراي مونوآلكانول آمين‏ها باشند روش تغيير يافته نيز شرح شده است .
2 ـ اساس
آمونياك موجود در يك زداينده به وسيله تغيير مستقيم از يك محلول قليائي اندازه‏گيري مي‏شود . حاصل تقطير در محلول بوريك اسيد تيتر مي‏گردد . در صورتي كه مونوآلكانول آمين‏ها در پاك كننده موجود باشد روش مناسب ديگري به كار مي‏رود .
4 ـ مواد شيميايي مورد نياز
مواد شيميايي به كار رفته بايد از نوع خالص بوده و از آب مقطر مطابق استاندارد شماره 1728 ايران استفاده شود .
3 ـ 1 ـ پودر روي
3 ـ 2 ـ اولئيل الكل صنعتي
3 ـ 3 ـ سيليكون استر - مايع
3 ـ 4 ـ بوريك اسيد محلول 20 گرم در ليتر - 10 گرم بوريك اسيد را در آب حل كرده و در صورت لزوم به منظور انحلال بيشتر گرم كنيد سپس به حجم 500 ميلي‏ليتر برسانيد .
3 ـ 5 ـ محلول ئيدروكسيد سديم حدود 8 مول در ليتر
3 ـ 6 ـ محلول ئيدروكلريك اسيد - 0/100 مول در ليتر
3 ـ 7 ـ محلول شناساگر مخلوط شامل
a - 0/05 درصد ( وزن به حجم ) متيل قرمز در الكل 95 درصد حجمي
b - 0/15 درصد ( وزن به حجم ) محلول متيل بلو
4 قسمت از محلول a را به يك قسمت از محلول b اضافه كنيد . اين محلول بايد موقع مصرف تهيه شود .
3 ـ 8 ـ محلول شناساگر فنل فتالئين - 0/5 درصد ( وزن به حجم ) در اتانول 50 درصد حجمي

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فليم فتومتري

فليم فتومتر يك از وسايل الكتريكي است كه در اكثر آزمايشگاه ها يافت مي شود كه از آن بيشتر براي اندازه گيري سديم و پتاسيم استفاده مي‌شود. اساس كار اين دستگاه مثل اسپكتروفتومتر بر روي سنجش انرژي نوراني و طيف قشري اتم هاي موردنظر است. الكترون‌هاي اتم فلزات به ويژه فلزات قليايي مانند سديم، پتاسيم و كلسيم بر اثر انرژي هاي مختلف مانند حرارتي و نوراني الكترون‌ها برانگيخته مي شوند و به مدارهاي بالاتر جهش مي كنند. در مدار جديد، الكترون ها انرژي بيشتر ولي ثبات كمتر دارند و به همين دليل پس از زمان بسيار كوتاهي به مدار اوليه بر مي گردند. در اين برگشت انرژي را كه جذب كرده اند به صورت انرژي نوراني (فوتون) منتشر مي كنند.

ايـن نـور داراي طـول مـوج مـعـيني است كه مخصوص آن فلز است؛ مثلا طول موج نور زرد كه از سوختن سديم ساطع مي شود برابر 590 نانومتر و طول موج پتاسيم كه نور صورتي مايل به بنفش به وجود مي آورد برابر 765 نانومتر و نور ليتيوم كه قرمز است، برابر 670 نانومتر است. اساس به وجود آمدن نور در فليم فتومتر شبيه به روش فـلــورسـنــت اسـت بـا ايـن تـفـاوت كـه در فلورسنت جهت برانگيختن اتم انرژي نوراني UV ماوراء بنفش به كار مي رود در حالي كه در فليـم فتـومتـر بـه  ايـن منظـور از انـرژي حـرارتي استفاده مي شود. بر اثر حرارت شعله، هر لحظه فقط حدود 002/0 درصد از اتم هاي عناصري كه بـه راحتـي بـرانگيختـه مـي شـونـد مثـل سـديـم يا پتـاسيـم تهييـج شـده و نـور ايجـاد مـي كنند و بر حسب اين كه الكترون چه مداري و تا چه حدي برانگيخته شده باشد و بر حسب اين كه چقدر انرژي نوراني (فتون) ساطع كند رنگ نوري كه مي دهد متفاوت است كه هر رنگ مخصوص يـك عنصـر اسـت. بعضـي از عناصر چند رنگ توليد مي كنند و اشكال اين است كه اگر شعله كم يــا زيــاد شــود طـول مـوج بـه وجـود آمـده تغييـر مي‌كند؛ به همين جهت دستگاه فليم فتومتر فقط براي اندازه گيري سديم و پتاسيم و گاهي در صورت حساس بودن دستگاه براي اندازه گيري كلسيم-البته با حرارت دادن محلول در محفظه جداگانه- استفاده مي شود.

ساختمان فليم فتومتر
ساختمان فليم فتومتر شبيه به اسپكتروفتومتر يا فتومتر ساده است با اين تفاوت كه در فتومتر منبع نور لامپ الكتريكي و در فليم فتومتر منبع نور از سوختن ماده مورد آزمايش در شعله است. به علاوه در اسپكتروفتومتر بعد از برخورد نور به محلول نمونه، مقدار نور جذب شده را اندازه مي گيرند در حالي كه در فليم فتومتر نور به وجود آمده مستقيما اندازه گيري مي شود. در دستگاه فليم فتومتر براي تجزيه نور  به طور معمول  از فيلترهاي تداخلي و براي سنجش نور از انواع مختلف نورسنج فتوسل يا فتوتيوب  و براي  اندازه گـيـري الكتـريسيتـه از گـالـوانـومتـر استفـاده مـي شـود. چـون فـرق كلـي فليـم فتـومتـر و اسپكتروفتومتر در منبع نور آن ها است، لذا اين قسمت به صورت كامل در ادامه توضيح داده مي شود.
منبع نور
براي ايجاد نور از نمونه مورد آزمايش آن را به وسيله مكنده وارد شعله مي كنيم و شعله از سوختن گاز قابل اشتعال به وجود مي آيد.
الف) مكنده ساده: در اين نوع مكنده محلول از مجراي بسيار ظريف و باريك مكيده شده و مخلوط هواي فشرده و گاز آن را تميز كرده و وارد شعله مي كند. به علت ظرافت مسير نمونه، كار كردن با آن دقت زيادي مي خواهد چون كمترين اختلال توليد اشكال مي كند. هم چنين رسوبات در دهانه مشعل يا ناخالصي گاز باعث تغيير مقدار شعله و شدت آن مي شود مثل آلودگي گاز استيلن يا پروبان كه در اين شرايط رنگ آبي شعله به سبز متمايل مي شود. در اين نوع مكنده از شعله شديد استفاده مي شود كه نتيجه حاصل از گازهاي سوزنده مانند هيدروژن-استيلن آنالتيك و گاهي پروپان حاصل مي شود. شعله شديد يكنواخت سوخته و با وجود حجم كم داراي حرارت بسيار است. با به كار بردن اين نوع شعله عناصري را كه نور ضعيف توليد مي كنند مثل كلسيم را مي توان اندازه گيري كرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب