Колориметрическим (от английского соlоиr – цвет) называется метод анализа, основанный на сравнении качественного и количественного изменения потоков видимого света при их прохождении через исследуемый раствор и раствор сравнения. Определяемый компонент при помощи химико-аналитической реакции переводится в окрашенное соединение, после чего измеряется интенсивность окраски полученного раствора. При измерении интенсивности окраски проб с помощью прибора фотоколориметра метод называется фотоколориметрическим. Соответственно, при измерении интенсивности окраски визуальным способом (например, оценивая интенсивность окраски сравнительно с каким-либо образцом) метод называется визуально-колориметрическим.
Основной закон колориметрии – закон Бугера-Ламберта-Бера (с ним можно познакомиться подробнее в любом справочнике по колориметрическим методам анализа или в элементарном курсе физики) записывается следующим образом:
где D – оптическая плотность раствора;
I о и I – интенсивность светового потока, попадающего на раствор (I о) и прошедшего через раствор (I):
ε – коэффициент светопоглощения (величина, постоянная для данного окрашенного вещества), л × г-моль -1 см -1 ;
C – концентрация окрашенного× вещества в растворе, г-моль/л;
l – толщина поглощающего свет слоя раствора (длина оптического пути), см.
После обработки пробы и добавления к ней реагентов пробы приобретают окраску. Интенсивность окраски является мерой концентрации анализируемого вещества. При выполнении анализа визуально-колориметрическим методом (рН, железо общее, фторид, нитрат, нитрит, аммоний, сумма металлов) определение проводится в колориметрических пробирках с меткой «5 мл» либо в склянках с меткой «10 мл».
Колориметрические пробирки представляют собой обычные, широко используемые в лабораториях, пробирки из бесцветного стекла, имеющие внутренний диаметр (12,8±0,4) мм. Колориметрические пробирки могут иметь несколько меток («5 мл», «10 мл»), показывающих объем (и, следовательно, высоту), до которого следует наполнить пробирку пробой, чтобы обеспечить удобные и близкие условия для визуального колориметрирования. Обычно колориметрические пробирки стараются подобрать одинаковой формы и диаметра, т.к. от последних зависит высота слоя окрашенного раствора. Аналогично подбираются и склянки для колориметрирования (обычно это аптекарские флаконы диаметром до 25 мм).
Наиболее точные результаты при анализе визуально-колориметрическим методом достигаются, если сравнивать окраску пробы с окраской модельных эталонных растворов. Их приготавливают заранее с помощью реактивов-стандартов по методикам, приведенным в приложении 1. Следует иметь в виду, что возникающие в процессе колориметрических реакций окраски обычно малоустойчивы, поэтому при описании приготовления растворов приводят, при необходимости, и сроки их хранения.
Для упрощения визуального колориметрирования при полевых анализах окраску раствора-пробы можно сравнивать не с эталонными растворами, а с нарисованной контрольной шкалой, на которой образцы воспроизводят окраску (цвет и интенсивность) модельных эталонных растворов, приготовленных с соблюдением заданных значений концентрации целевого компонента.
За результат анализа при визуальном колориметрировании принимают то значение концентрации компонента, которое имеет ближайший по окраске образец контрольной шкалы либо модельного эталонного раствора. Результат анализа представляют в виде:
«близко (значение концентрации по шкале) мг/л (мг-экв/л)».
В случае, когда окраска раствора-пробы в колориметрической пробирке окажется имеющей промежуточную интенсивность между какими-либо образцами на контрольной шкале, результат анализа записывают в виде:
«от _____ до ______ мг/л (мг-экв/л)».
Если окраска раствора-пробы в колориметрической пробирке окажется интенсивнее крайнего образца на шкале с максимальной концентрацией, проводят разбавление пробы. После повторного колориметрирования вводят поправочный коэффициент для учета степени разбавления пробы. Результат анализа в этом случае записывают в виде:
«более (значение максимальной концентрации по шкале) мг/л (мг-экв/л)».
Окрашенные пробы, полученные при выполнении анализов, можно колориметрировать также с помощью фотоэлектроколориметров. При таком способе определяют оптическую плотность растворов-проб в стеклянных кюветах с длиной оптического пути 1 – 2 см из комплекта фотоэлектроколориметра (можно использовать и кюветы с большей длиной оптического пути, однако в этом случае следует проводить анализ с увеличенным в 2-3 раза объемом пробы). Приборное колориметрирование позволяет существенно повысить точность анализа, однако требует большей тщательности и квалификации в работе, предварительного построения градуировочной характеристики (желательно не менее 3 построений). При этом измеряют значения оптической плотности модельных эталонных растворов (см. приложение 1). При анализах полевыми методами в экспедиционных условиях удобно фотометрировать пробы с помощью полевых колориметров.
Краткие теоретические сведения.Колориметрические методы основаны на визуальной оценке поглощения света растворами. Колориметрический анализ – небольшая составная часть спектрофотометрического анализа. Простейшие колориметрические методики появились еще в XIX веке (например, методики анализа минеральных вод), но и сегодня в агрохимическом, гидрохимическом и клиническом анализе применяют экспрессные методики, не требующие приборов и лабораторного оборудования. Колориметрические методы употребляют там, где экспрессность и низкая стоимость анализа важнее его точности. Отметим, что в современных колориметрических методиках применяют те же фотометрические реакции, что и при инструментальных методах измерения светопоглощения.
Для оценки концентрации определяемого вещества можно применять различные варианты колориметрического анализа.
1. Метод стандартной шкалы. Это самый распространенный и самый быстрый из всех колориметрических методов. В нем видимую окраску исследуемого раствора сопоставляют в одинаковых цилиндрах или пробирках с серией окрашенных растворов того же состава, но с известным содержанием определяемого вещества Х. Иногда вначале используют шкалус сильно отличающимися концентрациями (грубое определение), а затем, выяснив, между какими стандартными растворами оказалась концентрация Х в исследуемом растворе, готовят новую, более подробную шкалу именно для этого интервала концентраций и затем уточняют по ней результат анализа. Метод стандартной шкалы не требует выполнения закона Бера (в отличие от метода уравнивания) и дает погрешность порядка 30% отн.
Так как человеческий глаз значительно лучше отличает оттенки цветов, чем изменения в интенсивности одного и того же цвета, то метод стандартной шкалы дает лучшие результаты в тех случаях, когда растворы, образующие стандартную шкалу, отличаются по цвету. Например, органический реагент дитизон в отсутствие переходных металлов имеет чисто зеленую окраску, комплекс дитизона с цинком – красную, а растворы стандартной шкалы, содержащие разные количества цинка и одинаковое количество дитизона, взятого в избытке, дают все возможные промежуточные окраски между зеленой и красной. В подобных случаях определение концентрации металлов по стандартной шкале не уступает по точности многим инструментальным методам (погрешность порядка 10%).
2. Колориметрическое титрование. При таком «титровании» никаких химических реакций не происходит, название условно. Метод заключается в том, что из исследуемой пробы готовят окрашенный раствор и наливают его в некоторый сосуд, а в другой такой же сосуд с чистым растворителем понемногу добавляют стандартный окрашенный раствор Х с известной концентрацией (большей, чем в пробе) до тех пор, пока окраски растворов на глаз не сравняются. Поскольку толщина поглощающего слоя одинакова, считают, что после уравнивания окрасок концентрация Х в обоих растворах также одинакова. По затраченному объему стандартного раствора рассчитывают, сколько определяемого вещества содержалось в пробе.
3. Метод разбавления. В этом методе также готовят исследуемый и стандартный окрашенные растворы, а затем тот, что интенсивнее окрашен, разбавляют чистым растворителем до тех пор, пока (при одинаковой толщине слоя раствора!) их видимые окраски не сравняются. Зная степень разбавления, рассчитывают концентрацию исследуемого раствора.
4. Метод уравнивания. Одинаковой интенсивности поглощения света исследуемым и стандартным растворами здесь добиваются, изменяя толщину поглощающего слоя. Это можно сделать в специальном приборе – колориметре погружения или просто в паре цилиндров, если смотреть на них сверху. Если химический состав обоих растворов одинаков, закон Бера выполняется, а видимые окраски (а значит, и оптические плотности растворов) одинаковы, можно записать:
D ст = e l ст С ст D х = e l х С х С х = С ст l ст / l x
Метод уравнивания более точен, чем другие колориметрические методы, и позволяет найти концентрацию С х с погрешностью 10-20%.
В данной работе описаны методики анализа природных вод на содержание различных токсичных веществ, причем во всех случаях рекомендуется метод стандартной шкалы. Однако по указанию преподавателя анализ можно провести другим визуальным методом. Рассмотрим свойства некоторых токсичных веществ, которые можно определять в природных водах колориметрическим методом, а также реакции образования из них окрашенных соединений. Именно эти реакции необходимо будет проводить в ходе лабораторной работы.
Определение фенолов.Фенолы – ароматические соединения с одной или несколькими гидроксильными группами, непосредственно связанными с ароматическим ядром, например бензольным кольцом. Они попадают в окружающую среду из стоков промышленных предприятий, особенно коксохимических и нефтеперерабатывающих. Фенолы обладают сильным биологическим действием. При концентрации фенолов 0,50 мг/л в речной воде погибает рыба. В питьевой воде в РФ предельно допустимая концентрации фенолов установлена на уровне 0,001 мг/л (в пересчете на простейший фенол C 6 H 5 OH). Содержание фенолов в питьевой воде, природных и сточных водах контролируется лабораториями санитарной службы и других организаций. Для определения фенолов применяют различные способы перевода их в окрашенные соединения; выбор метода анализа зависит от концентрации фенола в исследуемой воде и наличия мешающих веществ. Иногда в ходе анализа сумму фенолов отделяют от нелетучих мешающих веществ, отгоняя фенолы из исследуемой пробы с водяным паром, в данной работе этого не требуется. Если концентрация фенолов ожидается на уровне 0,05-50 мг/л (сильно загрязненные воды), то анализ проводят по методу Грисса, используя реакцию с пара-нитроанилином. Этот реагент заранее (в день анализа) диазотируют нитритом натрия, а потом проводят реакцию азосочетания с фенолом:
2H + ® + 2H 2 O
Получившийся азокраситель имеет интенсивную желто-бурую окраску. Концентрация красителя будет пропорциональна концентрации фенола в воде в том случае, если другие реагенты (нитрит, п-нитроанилин) взяты в большом и одинаковом избытке. Определение неселективно: разные фенолы дают близкие по свойствам окрашенные продукты. Выход продуктов сильно зависит от pH. Диазотирование ведут в кислой, а азосочетание – в щелочной среде.
При выполнении работы учтите, что фенолы и п-нитроанилин токсичны. Обращаться с осторожностью!
Определение нитритов.Наличие повышенной концентрации нитритов в природных водах свидетельствует о загрязнении их хозяйственными стоками. Содержание нитритов в природных водах колеблется от нескольких мкг до десятых долей мг в 1 л (нитриты менее токсичны, чем фенолы, ПДК – 1 мг/л). Для определения нитритов наиболее часто применяется колориметрический метод, основанный на реакции нитритов с сульфаниловой кислотой и a-нафтиламином (реакция Грисса-Илосвая). Вначале присутствующие нитриты реагируют с сульфаниловой кислотой (реакция диазотирования), затем диазотированная сульфаниловая кислота реагирует с a-нафтиламином (реакция азосочетания), при этом образуется красно-фиолетовый краситель:
Поскольку оба реагента вводят в большом избытке по сравнению с нитритами, то концентрация красителя и оптическая плотность его раствора зависят только от концентрации нитритов. Закон Бера, как правило, хорошо выполняется. Предел обнаружения нитритов без дополнительного концентрирования – 1 мг/л. Мешают сильные окислители и восстановители.
Определение хлора.Содержание «активного хлора» определяют в ходе анализа хлорированной водопроводной воды. Растворенный хлор определяют и в некоторых сточных водах, ПДК С l = 0,4 мг/л. Кроме молекул Cl 2 , в понятие «активного хлора» входят и ряд других неустойчивых соединений хлора, образующихся при хлорировании воды, например, гипохлориты, хлорамины и т. д. Все эти соединения реагируют подобно свободному хлору и определяются суммарно. Результат анализа выражают в пересчете на Сl 2 (мг/л). Определение должно быть проведено немедленно после отбора пробы воды.
Для определения небольших количеств хлора наиболее удобен колориметрический метод с о-толуидином. Этот реагент окисляется хлором (а также другими окислителями) по не вполне изученному механизму, при этом раствор приобретает желтую или оранжевую окраску. Определению мешают железо (>0,3 мг/л) и нитриты (>0,1 мг/л). В присутствии ряда мешающих веществ определение хлора серьезно усложняется. Соответствующие методики описаны в литературе.
Поскольку стандартная шкала, содержащая окисленный о-толуидин, неустойчива при хранении, а готовить ее ежедневно заново нежелательно, в лабораториях часто пользуются устойчивой искусственной шкалой, приготовленной из растворов K 2 CrO 4 и K 2 Cr 2 O 7 . Окраска стандартных растворов такой шкалы на глаз точно соответствует окраске растворов, содержащих различные известные количества продукта взаимодействия хлора с о-толуидином. Подобные искусственные шкалы в практике используют весьма часто.
Метод колориметрического определения С02 по Спектору и Доджу можно использовать для анализа небольших количеств воздуха; он меньше подходит для серийных анализов. Метод основан на ослаблении окраски 0,0001 н. раствора МаОН, окрашенного в красный цвет в присутствии избытка фенолфталеина, при действии С02 вследствие увеличения концентрации ионов водорода. В 0,0001 н. раствор ЫаОН добавляют спиртовый раствор фенолфталеина до тех пор, пока значение светопропускания для раствора в кювете (100 мм) колориметра или спектрофотометра при длине волны 515 нм станет равным 10%.[ ...]
Колориметрическим методом пользуются при анализе прозрачных и слегка мутных проб; весовой метод применяется при анализе сточных вод, особенно в тех случаях, когда надо определить раздельно растворенную и нерастворенную кремневую кислоту.[ ...]
Колориметрический метод определения N0 основан на образовании азотсоединения красного цвета при взаимодействии нитритов с реактивом Грисса (сульфаниловая кислота и а-нафтиламин). Эта реакция отличается высокой чувствительностью и позволяет обнаруживать тысячные доли милиграмма нитритов в 1 л воды (при содержании в анализируемой воде нитритов более 0,3. мг/л воду необходимо разбавить). Анализ выполняют на фотоколориметре с зеленым светофильтром.[ ...]
Метод анализа, основанный на сравнении качественного и количественного изменения световых потоков при их прохождении через исследуемый и стандартный растворы, называется колориметрическим. Это общее определение. Однако если подойти более строго, то данный метод основан на измерении ослабления светового потока, происходящего вследствие избирательного поглощения света определяемым веществом, и правильнее называть его абсорбционным спектральным анализом, Существуют спектрофотометрический и фотометрический методы абсорбционного анализа. Первый основан на измерении в монохроматическом потоке света (свет с определенной длиной волны /.), а второй - на измерении в не строго монохроматическом пучке света. Если рассматривать вопрос под таким углом зрения, то колориметрия - метод, основаный на измерении в видимой части спектра. Но мы под колориметрией будем подразумевать все методы определения концентрации вещества в растворе по поглощению света.[ ...]
Колориметрический метод рекомендуется для анализа прозрачных и слегка мутных вод, содержащих от 0,4 до 05 мг/л SiCb. Этот интервал может быть увеличен разбавлением исходной воды. Колориметрическим методом можно определить растворенные ортосиликаты, а также все растворенные силикаты реакцией с молибдатом после гидролиза в щелочной среде.[ ...]
Колориметрический метод с экстракцией диэтилдитиокарбамата меди хлороформом и прямой метод определения с тетраэтилгиурам-дисульфидом рекомендуются для анализа питьевых и поверхностных вод, а после минерализации пробы - и для анализа сточных вод, содержащих медь в концентрациях от 0,01 до 5 мг в 1 л. Полярографический метод применяется для определения меди в концентрациях, превышающих 0,05 мг/л, и особенно рекомендуется для определения меди в присутствии других металлов.[ ...]
Колориметрический метод. Анализ начинают с построения калибровочного графика, для чего используют растворы альбумина или казеина.[ ...]
Колориметрические методы долгое время были одними из основных при анализе органических примесей в воздухе рабочей зоны и атмосферы. Высокая селективность химических реакций позволяет и сегодня использовать многие из них (см. гл.[ ...]
Анализы воздуха для определения содержания элементарного хлора, как правило, проводят на рабочих местах предприятий. Из-за сильного раздражающего действия хлора интерес представляют низкие концентрации 0,1-1 млн-1. Обычные колориметрические методы для этого диапазона концентраций основаны на окислительных реакциях, которые не специфичны для хлора, поскольку присущи и другим окислителям, таким, как 1 Ю2 и оаон. Так как речь в первую очередь идет об исследованиях на производствах, где характер присутствующих вредных веществ не вызывает сомнений, это нельзя считать большим недостатком.[ ...]
Колориметрическим и спектрографическим методами с чувствительностью. 0,05 мг/л, а также методами объемного анализа .[ ...]
Анализ малых концентраций галогенорганических соединений в воздухе основывается преимущественно на отщеплении галогена каталитическим сожжением в кварцевой трубке, в ламповом приборе в виде раствора вещества в горючем растворителе, а в возможных случаях его омылением. Последующее определение галогена производится нефелометрически в виде галогенида серебра или колориметрически по цветной реакции с роданидом ртути(II). Известен способ окисления хлорпроизводных хромовой смесью с последующим улавливанием и определением свободного хлора. В настоящее время значительное внимание уделяется цветным реакциям с целью разработки чувствительных фотометрических методов непосредственного определения соединения.[ ...]
Колориметрический метод анализа основан на измерении окраски раствора или изменении его оттенка после прибавления к нему того или иного реактива.[ ...]
Колориметрический метод анализа может быть осуществлен визуально (простым глазом) и объективно с помощью фотоколориметров.[ ...]
Колориметрический метод определения калия основан на окислении дихроматом выделенного в осадок гексанитрокобальта (III) натрия и калия с последующим определением интенсивности окраски раствора на фотоэлектроколориметре или визуально в цилиндрах Несслера. Обязательным условием проведения анализа являются фильтрование пробы и концентрирование ее при содержании калия менее 100 мг/л. Анализу мешают ионы аммония, кремнекислота и органические вещества.[ ...]
При анализе почв основное различие между методами чаще всего состоит в применении различных растворов (вода. соли, кислоты в разной концентрации) для извлечения из почвы того или иного элемента, так как его количественное содержание в вытяжке может быть определено в ряде случаев общепринятыми в химии приемами. Например, калий, извлекаемый по методу Кирсанова 0,2-нормальной соляной кислотой, практически можно учесть объемным методом (при титровании), на пламенном фотометре и колориметрически. Основные методы агрохимического анализа почв приведены в табл. 98.[ ...]
Для анализа мутных, окрашенных вод или вод, содержащих вещества, мешающие определению, используют колориметрический метод с предварительн й отгонкой фтора.[ ...]
Для анализа задержанных поглотителями загрязняющих воздух примесей часто применяют различные физико-химиче-ские методы. Нужно иметь представление о методах - колориметрическом, спектрофотометрическом, нефелометрическом, люминесцентном, хроматографическом, полярографическом, спектрографическом и некоторых других. Более детально ознакомиться с методикой можно по книгам М. В. Алексеевой и Е. А. Перегуд, Е. В. Гернет . Особо следует остановиться на экспрессных методах определения воздушных загрязнений.[ ...]
Для анализа проб газа в подобных газоприемниках целесообразно применять такие методы, при которых реагент в виде раствора вводится под давлением в заполненный пробой воздуха приемник. Затем в результате многократного встряхивания реагент либо абсорбирует некоторые содержащиеся в воздухе газы, либо вступает с ними в реакцию; после этого проводят колориметрический анализ. Процесс абсорбции может быть значительно ускорен путем добавления к реагенту инертного пенообразующего вещества, например раствора арилалкилсуль-фоната , в таком количестве, которое достаточно для образования во время встряхивания сосуда тонкодисперсной пены.[ ...]
При анализе относительно концентрированных сточных вод (а иногда и разбавленных) используют титриметрические методы анализа с применением как цветных индикаторов для фиксирования конца титрования, так и специальных приборов - электрохимических (потенциометрическое титрование, ампёрометрическое, кондуктометрическое и т. п.) и оптических (турбидиметрическое титрование, нефелометрическое, колориметрическое). Титриметрические методы часто применяют для определения анионов, особенно тогда, когда одновременно присутствуют разные анионы, мешающие определению друг друга (см. разд. 10).[ ...]
Ход анализа. Обработка проб, взятых а с п -рационным методом. Поглотительную жидкость из каждого поглотителя анализируют отдельно. Для этого берут по 1,0 мл испытуемой жидкости в три колориметрические пробирки; таким образом, анализируют половину взятой пробы.[ ...]
При анализах воздуха высокочувствительными методами необходимо учитывать, что если определяемая величина ока-зывается близкой к чувствительности метода, то ошибка определения может быть весьма ощутимой. Во избежание этого следует, например, применяя колориметрические методы, использовать по возможности калибровочный график или сравнивать интенсивность окраски со шкалой в средней части графика пли шкалы .[ ...]
Этот метод использован главным образом в конструкции автоматического анализатора для окислов азота. Чувствительность такого метода анализа колеблется от 0,005 до 5 частей на миллион по объему; используя колориметрический реагент, можно фотоэлектрически измерить полученный цвет.[ ...]
Быстрые методы анализа растений, когда вытяжки приготовляют из сырого материала и после обработки их реактивами сравнивают со шкалой стандартных растворов в пробирках, и особенно упрощенные методы анализа сока при капельном колориметрическом определении менее точны, чем методы валового анализа (весовые, объемные и др.).[ ...]
Известные методы анализа оловоорганических соединений основаны на их разрушении и определении олова. Такой косвенный способ с колориметрическим окончанием предложен для определения органических соединений олова в сточных водах ; для определения олова используется чувствительная реакция с фенилфлуороном, однако метод сравнительно сложный и не отличается точностью. В связи с этим для определения оловоорганических соединений в сточных водах значительный интерес представляет полярографический метод, как более простой, специфичный и точный.[ ...]
Поскольку анализ атмосферного воздуха часто связан с необходимостью продолжительных отборов, с присутствием различных примесей в атмосфере и с необходимостью хранения и транспортировки проб, то вторая группа методов более перспективна для этих целей. Несомненный интерес в этой группе методов представляет метод с использованием реагентов TGS-ANSA, обладающий определенными преимуществами по сравнению с другими методами. К его серьезным недостаткам относится использование труднодоступного реагента (ANSA), ядовитого метилового спирта, а также обладающего сильным и неприятным запахом гваякола. Хотя эти недостатки не носят принципиального характера, они могут быть препятствием для широкого внедрения метода. Преимуществом метода Полежаева-Гириной является простота и доступность используемых реагентов, но он также не лишен недостатков: он требует большого расхода сравнительно дорого стоящего иодида калия, поглотительные растворы неустойчивы под действием сильных окислителей и прямых солнечных лучей. К тому же указания на возможную канцероген-ность нафтиламинов дают серьезные основания для поиска других, безвредных колориметрических реагентов.[ ...]
При выборе метода количественного определения нефтепродуктов в сточной воде основными требованиями являются чувствительность и возможность широкого применения в практике. Приведенные в табл. 5.1 методы анализа различаются между собой.[ ...]
Определяется колориметрическим методом с чувствительностью 0,001- 0,002 мг/л и спектрометрическим . По данным , чувствительность определения бериллия в водных растворах после обогащения проб составляет при спектральном анализе 10-8% (с точностью 5%). После обогащения проб определяется физико-химическими методами анализа .[ ...]
Предлагаемый колориметрический метод, как и кьельдалевский метод «мокрого» сожжения, не применим для анализа соединений, содержащих азот в окисленной форме (-Ж)2; -N0; -и т. д.), и для азотистых гетероциклов (пиридин и т. п.).[ ...]
Краткая оценка методов определения микроэлементов. Количественное определение микроэлементов в биологических субстратах может быть выполнено методами химического, колориметрического, полярографического и спектрального анализа (метод радиоактивационного анализа здесь не рассматривается). Каждый из них по сравнению с другими имеет как преимущества, так и недостатки. Зайдель (1965) и Шустов (1967) считают эмиссионный спектральный анализ наиболее совершенным методом для одновременного количественного определения большого числа микроэлементов. Благодаря высокой чувствительности и точности он дает возможность по небольшой навеске золы получить данные о качественном и количественном составе микроэлементов в анализируемой пробе. Применение этой методики в технике и медицине показало, что она является более производительной, универсальной и не менее точной, чем химический анализ, который требует отдельных специфических реакций для определения каждого элемента. Поэтому химический анализ наиболее целесообразен при определении одного или нескольких элементов при значительном содержании каждого из них в изучаемом веществе. Полярографический метод по точности и чувствительности не уступает спектральному. Однако он требует сложной химической подготовки проб к анализу и менее удобен при определении качественного состава микроэлементов. Колориметрический метод отличается простотой и доступностью, однако является менее точным и документальным.[ ...]
Основным принципом методов измерения, применяемых при колориметрическом и турбидиметрическом анализах, является поглощение в видимой части спектра. Как было показано, эти анализы могут быть использованы для определения газов и пылевых частиц. Эти методы часто обладают достаточной специфичностью, хотя иногда приходится изолировать и концентрировать исследуемое вещество, чтобы избежать помех вследствие присутствия других соединений.[ ...]
Важнейшими условиями для колориметрического метода анализа являются: устойчивость вещества при разбавлении раствора, избирательность реакции для исследуемого вещества, устойчивость окраски растворов во времени, достаточном для колориметрического определения, воспроизводимость окраски, пропорциональность между интенсивностью окраски и концентрацией вещества в растворе (соблюдение основного закона колориметрии). Однако некоторые методы колориметрического анализа не требуют соблюдения этого закона, например метод стандартных серий.[ ...]
Овладение физико-химическими методами исследования объектов окружающей среды невозможно без соответствующего лабораторного практикума. Такой практикум должен проводиться на современном теоретическом и практическом уровне в отношении как инструментальной техники, так и выбора объектов и методов обработки экспериментальных данных. Между тем пособий по такого рода практикуму до сих пор нет. Используемые в настоящее время колориметрические методы отличаются большой продолжительностью проведения анализа, субъективностью, не обладают экспрессностью, не позволяют автоматизировать процесс анализа. Результаты анализов, выполненных этими методами, невозможно регистрировать на приборах, они не определяют совокупность всех токсичных ингредиентов, содержащихся в одной пробе. Этих недостатков лишены описываемые в данном справочнике физико-химические методы анализа объектов окружающей среды.[ ...]
Основным недостатком рассмотренного колориметрического метода определения оксидов азота является необходимость стандартизации реагентов. Метод не может быть использован в качестве экспрессного из-за длительности его проведения. Для анализа воздуха в условиях, когда возможно быстрое изменение концентрации оксидов азота, например на автомобильных дорогах, необходимо применять другие инструментальные методы, например метод хемилюминесценции. Колориметрический метод определения N0 и Ы02 может быть использован для контроля выбросов из стандартных источников загрязнений, а также для анализа стандартных газовых смесей для калибровки хемилюминесцентных газоанализаторов .[ ...]
Неплохие результаты дает и химический метод анализа соединений, элюируемых из хроматографической колонки ¡, причем для этой цели обычно применяют колориметрические реакции. Достоинство метода в том, что в реакцию вступает индивидуальное вещество хроматографического пика (при условии достаточно полного разделения смеси примесей), и эту одерацию можно повторять многократно. Недостатком метода является низкая чувствительность применяемых для этой цели колориметрических реакций (0,1-1,0 мкг), особенно при использовании капиллярных колонок, максимально допустимый объем пробы для которых значительно ниже, чем в случае насадочных хроматографических колонок. Кроме того, почти однйвременное фиксирование идентифицируемой примеси детектором и последующая реакция этого вещества на выходе из колонки не всегда возможны, так как в некоторых детекторах (ПИД, ПФД) происходит разрушение пробы, а другие например, ЭЗД) очень сильно реагируют на изменение давления, газа-носителя в хроматографической системе, неизбежное при подключении на выходе из колонки жидкостного поглотителя.[ ...]
Очень удобным и чувствительным является колориметрический метод для анализа воды с помощью роданида ртути, применяемый для анализа воздуха в лаборатории австрийского азотного комбината. Пробу воздуха пропускают со скоростью 30 л/мин через 30 мл 0,01 н. NaOH в любой промывной склянке (с пористой пластинкой, склянка Дрекселя, склянка-отражатель). Содержимое склянки переливают в мерную колбу вместимостью 50 мл, подкисляют 3 каплями 2 н. HN03, добавляют 4 мл раствора, содержащего 1 г роданида ртути (II) в 100 мл метанола, а также 8 мл раствора, содержащего 8 г железо(1П)аммониевых квасцов в 100 мл 6 н. HN03, доливают водой до метки и измеряют оптическую плотность этого раствора при 460 нм в кювете с толщиной слоя 1 или 5 см в зависимости от интенсивности окраски относительно холостого значения реактивов. Калибровочную кривую строят с помощью раствора NaCl, содержащего 10-20 мкг СГ/мл, в интервале 0-200 мкг СГ в 50 мл реактивного раствора. Определению мешают другие галогениды, циан и сульфид.[ ...]
Во всех случаях, когда только это возможно, используют простые колориметрические методы анализа на базе компаратора с цветными стандартными образцами, позволяющими быстро получить результат в миллиграммах на литр. В остальных случаях анализы проводят объемным методом с применением специальных бюреток и непосредственным отсчетом по ним результатов, выраженных во французских градусах.[ ...]
Азот в форме нитритов и нитратов в природных и обработанных водах обычно определяют колориметрическими способами. Например, обычный анализ на нитрат проводят с использованием сульфофеноло-вого реактива. Интенсивность желтой окраски, появляющейся в результате реакции с нитратами, прямо пропорциональна их концентрации в пробе. Окрашенная проба с неизвестной концентрацией сравнивается со стандартными растворами с известными концентрациями (используют цилиндры Несслера, колориметр или спектрофотометр). Анализ на нитрит основан на появлении красно-пурпурной окраски, появляющейся в результате реакции нитрита с двумя органическими реагентами - сульфаниловой кислотой и 1-нафтиламингидрохлоридом. Проведение анализов на нитриты и нитраты в сточных водах намного труднее из-за высоких концентраций различных примесей, таких, как хлориды и органические вещества. В «Стандартных методах» описано пять методов анализа на нитраты. Каждый из них включает специальную предварительную очистку сточной воды для отделения взвеси, устранения окраски и удаления других ингибирующих веществ.[ ...]
Для многих растений, в частности хлебных злаков, некоторых трав, плодовых и ягодных культур, применение метода диагностики потребности их в удобрениях по анализу сока стеблей, черешков или листьев затруднено или вследствие недостаточной сочности их стеблей и листьев, или отсутствия черешков, а иногда также из-за интенсивной зеленой окраски сока, мешающей колориметрическим определениям. Для таких растений В. В. Церлинг предложила быстрый метод анализа при помощи микрореакций на срезах растений. Ею разработана полевая лаборатория, выпускаемая в виде портативного прибора под названием ОП-2 (Церлинг). Этот прибор позволяет очень быстро определять в растении содержание нитратов, минеральных фосфатов и калия. Анализы просты по технике выполнения.[ ...]
Каротин не растворяется в воде, плохо растворим в спирте, но хорошо - в других органических растворителях: ацетоне, бензине, эфире. Метод анализа основан на извлечении каротина из навески бензином, адсорбционном отделении других красящих веществ (хлорофилла и ксантофилла) и колориметрическом сравнении полученного окрашенного испытуемого раствора с одновременно приготовленным образцовым, имитирующим каротин раствором (двухромовокислого калия).[ ...]
Определение величины ХПК не требует специальных приборов, но занимает много времени. Были предложены различные ускоренные варианты метода, а также методы анализа очень мало загрязненных вод. В настоящей статье рассматривать подробности всех этих вариантов мы не будем, отметим лишь, что предлагаемые приемы (увеличение концентрации серной кислоты для ускорения реакции, переход на колориметрическое окончание взамен титриметрического, применяемого при определении малых величин ХПК) достигают цели. Однако при использовании сер-ной кислоты (больших концентраций) требуется периодическое сравнение получаемых результатов с результатами, которые дает стандартный метод, и введение необходимых поправочных коэффициентов. Разработаны и автоматические методы определения величин ХПК с различными окончаниями: потенциометрическим, газометрическим и др.[ ...]
Реакционная масса после конденсации фенолята натрия с моно-хлорацетатом натрия содержит 21-24% феноксиуксусной кислоты (ФК) и 2,50-4,0% фенола1. В описанных в литературе методах анализа в конденсированной массе обычно определяют непрореагировавший фенол колориметрически с 4-аминоантипирином2 и, исходя из полученных результатов, рассчитывают выход ФК. Указанный метод применим только для определения малых количеств фенола, поэтому на практике навеску реакционной массы многократно разбавляют дистиллированной водой с целью достижения концентрации фенола, приемлемой для проведения анализа.[ ...]
В том случае, когда надо определить количество отдельных сахаров или групп сахаров (гексозы и пентозы), отделив их от других редуцирующих веществ, применяют хроматографический метод. Анализ этим методом состоит из двух частей: 1) разделение редуцирующих веществ с помощью хроматографии на бумаге и 2) определение количества сахара, выделенного на бумажной хроматограмме, колориметрическим методом или эбу-лиостатическим потенциометрическим методом.[ ...]
Недостаточная чувствительность, особенно для малых концентраций, влияние разнообразных примесей (■белков, сульфатов и т. п.), длительность определений характерны для современных методов аналитического определения ПАВ в сточных водах. При анализе осадков сточных вод эти недостатки усугубляются, и определить концентрацию неионогенных ПАВ на активном иле в ряде случаев не удается. Колориметрическим методом с метиленовой синей не определяются анионные ПАВ с алкильными цепями длиной менее Сб-С7 и промежуточные продукты распада ПАВ. Чувствительность колориметрических методов определения неионогенных ПАВ также снижается с уменьшением длины оксиэтилированной цепи. Соединения с тремя-че-тырьмя молями окиси этилена и менее не дают окрашенных комплексов.[ ...]
Обращает также внимание, что данные по распаду в воде водоемов большинства неионогенных ПАВ (за исключением ОП) более или менее одинаковы, несмотря на имеющееся структурное различие, что, на наш взгляд, обусловливается несовершенством колориметрических методов анализа неионогенных ПАВ.[ ...]
На основе реакции Шиффа между солянокислым парарозанилином, формальдегидом и S02, с давних пор применяющейся в аналитической практике для обнаружения формальдегида и S02, в настоящее время разработаны и получили широкое распространение методы количественного колориметрического определения следов S02 при анализе воздуха. Чаще всего применяется способ Уэста и Геке , упоминаемый и в Рекомендации VDI № 2451. При этом авторы придерживаются указания Файгля относительно стабильности дисульфитмеркури-ионов 2 и в качестве жидкости для абсорбции S02 из пробы воздуха используют раствор тетрахлормеркурата натрия (из 2NaCl + HgCl3), в котором S02 остается стабильным даже в течение 24 ч.[ ...]
Возможность ликвидации окислов азота в окислительной и восстановительной среде была проверена в опытах по огневому обезвреживанию водных растворов азотной кислоты на стендовой циклонной установке МЭИ и на одной из опытно-промышленных установок. Анализ дымовых газов на окислы азота выполнялся колориметрическим методом с применением салициловой кислоты . Для оперативного контроля суммарного содержания окислов азота в дымовых газах использовался газоанализатор УГ-2. Все опыты на стендовой установке проводились с удельной нагрузкой 0,9 т/(м3 - ч), средний медианный диаметр капель составлял 180 мкм, коэффициент расхода воздуха варьировался в пределах от 0,81 до 1,11, температура отходящих газов изменялась от 860 до 1280° С. Концентрация азотной кислоты в растворе составляла около 5%.[ ...]
Молекулярные сита одни из немногих сорбентов, которые пригодны для эффективного! поглощения из воздуха микропримесей газообразных неорганических веществ. Цеолиты 5А и 13Х находят применение для концентрирования оксидов азота, а еще лучше использовать для этого сита 13Х, покрытые триэтаноламином . Оказалось, что цеолит 5А хорошо поглощает следовые количества сероводорода и диоксида серы [П1], причем этот адсорбент лучше, чем цеолит 13Х, сорбирует сероводород. Полного улавливания СО на этом сорбенте можно добиться и при комнатной температуре, применяя цеолиты типа Y, в которых катионы натрия замещены катионами серебра. Этот способ концентрирования оксида углерода с последующим газохроматографическим анализом десорбированных примесей уже нашел применение в практике промышленно-санитарного анализа . На цеолите ЗА можно избирательно концентрировать микропримеси метанола и аммиака для Последующего их определения хроматографическим или колориметрическим методом, а цеолит, содержащий ионы кадмия(II), является прекрасным адсорбентом для извлечения из воздуха очень малых количеств сероводорода .
2 Колориметрический и фотоколориметрический методы.
Фотоколориметрический метод нашел наиболее широкое применение при разработке приборов, предназначенных для определения микроконцентраций токсичных веществ в воздухе.
В приборах, основанных на фотоколориметрическом методе анализа, используется цветная избирательная реакция между индикатором в растворе или на ленте и компонентом газовоздушной смеси, концентрация которого определяется. Причем мерой концентрации определяемого компонента является интенсивность окраски образующихся в результате реакции комплексов.
Преимущества фотоколориметрического метода анализа - высокая чувствительность, избирательность и универсальность. Высокая чувствительность метода обусловлена возможностью накапливать окрашенный продукт химического взаимодействия в растворе или на ленте. Чувствительность метода резко падает при измерении концентраций в несколько объемных процентов и выше.
Избирательность фотоколориметрического метода объясняется тем, что для значительного числа определяемых газов и паров, при известном составе неопределяемых компонентов смеси, могут быть подобраны специфические цветные реакции.
Номенклатура веществ, определяемых этим методом, очень широка, и поэтому фотоколориметрические газоанализаторы принадлежат к наиболее универсальным приборам. Практически при выявлении возможности применения фотоколориметрических газоанализаторов для определения различных веществ решающим является выбор соответствующего реактива, дающего специфическую цветную реакцию с определяемым компонентом и выбор режима работы прибора.
Существует два вида фотоколориметрических газоанализаторов, принципиально отличных по конструктивному исполнению и по принципу действия.
В одних газоанализаторах, называемых фотоколориметрическими жидкостными, реакция протекает в растворе, а концентрация определяемого компонента измеряется по светопоглощению раствора. Достоинством приборов этого типа является более высокая точность измерения (основная приведенная погрешность около 5%) и возможность применения индикаторных растворов, в состав которых входят концентрированные кислоты, что особенно важно для анализа микроконцентраций веществ, химически малоактивных при обычных условиях (углеводороды, терпены и некоторые другие органические продукты).
Основным недостатком жидкостных фотоколориметрических газоанализаторов, затрудняющим их эксплуатацию в производственных условиях, является сложность и громоздкость конструкции, вызванная наличием ряда механических устройств (насосы, дозаторы раствора, двигатели, клапаны, переключатели и т. п.), обеспечивающих движение и взаимодействие участвующих в реакции компонентов (газ - жидкость). Указанный недостаток предопределил ограниченность разработки и применения жидкостных газоанализаторов.
До настоящего времени нет удовлетворительной модели достаточно простого, надежного и недорогого газожидкостного прибора, который бы выпускался серийной отечественной приборостроительной промышленностью. В литературе можно встретить описание всего лишь нескольких конструкций жидкостных фотоколориметров, предназначенных для определения микроконцентраций окислов азота (ФК4501, ФК.4502 и др.), сероводорода (ФК5601) и некоторых других газов. Разработка этих приборов закончилась выпуском опытных образцов, не доведенных до серийного производства, или выпуском малых серий специального назначения. Между тем совершенные конструкции жидкостных фотоколориметрических газоанализаторов необходимы, так как в силу специфических особенностей используемого метода они позволили бы расширить область применения этих приборов на большое число органических веществ, которые не определяются с помощью другого вида приборов.
В газоанализаторах, называемых фотоколориметрическими ленточными, реакция протекает на слое текстильной или бумажной ленты, а концентрация определяемого компонента измеряется по ослаблению светового потока, отраженного от участка индикаторной ленты, изменившей свою окраску в результате химического взаимодействия с определяемым компонентом.
В зависимости от физико-химических свойств индикатора-реактива он может наноситься на ленту - основу либо заранее, в процессе ее специальной обработки (сухая индикаторная лента), либо непосредственно перед ее фотоколориметрированием (мокрая индикаторная лента). Применение индикаторной ленты, особенно сухой, позволяет упростить конструкцию приборов, уменьшить их габариты и вес, устранить хрупкие детали и тем самым повысить эксплуатационную надежность приборов.
Помимо этого, ленточные фотоколориметрические газоанализаторы обладают значительно большей чувствительностью по сравнению с жидкостными приборами. Так, например, порог чувствительности ленточных и жидкостных газоанализаторов составляет соответственно по сероводороду 0,0002 и 0,02 мг/л, по двуокиси азота 0,001 и 0,01 мг/л.
Существенным недостатком ленточных газоанализаторов является значительная погрешность измерения, которая обусловлена в основном неоднородностью материала ленты и ее пропитки, а также погрешностью контрольного химического анализа при калибровке прибора.
Однако если учесть достоинства ленточных фотоколориметрических газоанализаторов и тот факт, что при контроле чистоты воздуха производственных помещений допускается сравнительно большая погрешность измерения, то можно считать вполне целесообразным преимущественную разработку и применение этих приборов для индикации и сигнализации предельно допустимых концентраций токсических газов и паров в воздухе производственных помещений.
За последнее десятилетие ленточные фотоколориметрические газоанализаторы получили значительное развитие.
Первые приборы этого типа были созданы на основе использования индикаторной ленты, смачиваемой из капельницы непосредственно перед фотоколориметрированием (ФЛ6801, ФКГ-3 и др.).
В дальнейшем были усовершенствованы измерительные схемы этих приборов, расширена область применения разработанных модификаций и созданы универсальные ленточные фотоколориметры, предназначенные для измерения малых концентраций самых различных газов и паров в воздухе.
Одной из последних конструкций приборов с мокрой индикаторной лентой является универсальный фотоколориметрический газоанализатор ФЛ5501. Использование в этом приборе двухфотоэлементной измерительной схемы с электрической компенсацией (вместо оптической) позволило упростить конструкцию прибора и сократить операции, связанные с его настройкой.
Дальнейшим развитием ленточных фотоколориметрических газоанализаторов является создание приборов, в которых используется сухая индикаторная лента. Приборы этого типа отличаются прежде всего простотой конструкции, так как в них не нужны устройства, обеспечивающие запас индикаторного раствора, а также его дозировку и подачу на ленту по определенной программе.
На основе этого метода создан ряд приборов, в том числе и базовая конструкция фотоколориметрического газоанализатора с сухой индикаторной лентой (ФГЦ), имеющего несколько модификаций (ФГЦ-1В, ФГЦ-1Е, ФГЦ-2, ФГЦ-3, ФГЦ-4).
Конструкция этих приборов не предусматривает их универсальности - возможности определения одним и тем же прибором концентраций различных газов и паров.
Этот недостаток обусловлен в значительной степени отсутствием методик фотоколориметрического анализа (специфических реакций) многих веществ, содержащихся в воздухе.
Особенности применения методов и выполнения операций
Особенности выполнения анализа органолептическими методами
При анализе визуальным, органолептическим и турбидиметрическим методами (определение запаха, вкуса, цветности, мутности, концентрации сульфат-анионов) выполняющий анализ должен уметь корректно определять вкус, запах, цвет, степень мутности, используя собственные вкусовые ощущения, обоняние и зрение.
Особенности выполнения анализа колориметрическими методами
Колориметрическим (от английского colour – цвет) называется метод анализа, основанный на сравнении качественного и количественного изменения потоков видимого света при их прохождении через исследуемый раствор и раствор сравнения. Определяемый компонент при помощи химико-аналитической реакции переводится в окрашенное соединение, после чего измеряется интенсивность окраски полученного раствора. При измерении интенсивности окраски проб с помощью прибора фотоколориметра метод называется фотоколориметрическим . Соответственно, при измерении интенсивности окраски визуальным способом (например, оценивая интенсивность окраски сравнительно с каким-либо образцом) метод называется визуально-колориметрическим .
Основной закон колориметрии – закон Бугера–Ламберта–Бера (с ним можно познакомиться подробнее в любом справочнике по колориметрическим методам анализа или в элементарном курсе физики) записывается следующим образом:
где: D
– оптическая плотность раствора;
I 0
и I
– интенсивность светового потока, попадающего на раствор (I 0
) и прошедшего через раствор (I
);
ε
– коэффициент светопоглощения (величина, постоянная для данного окрашенного вещества), л х г-моль–1 х см–1;
C
– концентрация окрашенного вещества в растворе, г-моль/л;
l
– толщина поглощающего свет слоя раствора (длина оптического пути), см.
После обработки и добавления реагентов пробы приобретают окраску. Интенсивность окраски является мерой концентрации анализируемого вещества. При выполнении анализа визуально-колориметрическим методом (pH, железо общее, фторид, нитрат, нитрит, аммоний, сумма металлов) определение проводится в колориметрических пробирках с меткой «5 мл» либо в склянках с меткой «10 мл».
Колориметрические пробирки представляют собой обычные, широко используемые в лабораториях пробирки из бесцветного стекла, имеющие внутренний диаметр (12,8±0,4) мм. Колориметрические пробирки могут иметь несколько меток («5 мл», «10 мл»), показывающих объем (и, следовательно, высоту), до которого следует наполнить пробирку пробой, чтобы обеспечить удобные и близкие условия для визуального колориметрирования. Обычно колориметрические пробирки стараются подобрать одинаковой формы и диаметра, т.к. от последних зависит высота слоя окрашенного раствора. Аналогично подбираются и склянки для колориметрирования (обычно это аптекарские флаконы диаметром до 25 мм).
Наиболее точные результаты при анализе визуально-колориметрическим методом достигаются, если сравнивать окраску пробы с окраской модельных эталонных растворов . Их приготавливают заранее с помощью реактивов-стандартов по методикам, приведенным в приложении 1. Следует иметь в виду, что возникающие в процессе колориметрических реакций окраски обычно малоустойчивы, поэтому при описании приготовления растворов приводят, при необходимости, и сроки их хранения.
Для упрощения визуального колориметрирования при полевых анализах окраску раствора-пробы можно сравнивать не с эталонными растворами, а с нарисованной контрольной шкалой, на которой образцы воспроизводят окраску (цвет и интенсивность) модельных эталонных растворов, приготовленных с соблюдением заданных значений концентрации целевого компонента. Контрольные шкалы, применяемые при визуальном колориметрировании в составе некоторых тест-комплектов, приведены на цветной вкладке.
За результат анализа при визуальном колориметрировании принимают то значение концентрации компонента, которое имеет ближайший по окраске образец контрольной шкалы либо модельного эталонного раствора. Результат анализа представляют в виде:
«близко _________________________ мг/л».
значение концентрации по шкале
В случаях, когда окраска раствора-пробы в колориметрической пробирке окажется имеющей промежуточную интенсивность между какими-либо образцами на контрольной шкале, результат анализа записывают в виде:
«от _______ до _______ мг/л».
Если окраска раствора-пробы в колориметрической пробирке окажется интенсивнее крайнего образца на шкале с максимальной концентрацией, проводят разбавление пробы. После повторного колориметрирования вводят поправочный коэффициент для учета степени разбавления пробы. Результат анализа в этом случае записывают в виде:
«более__________________________________мг/л».
значение максимальной концентрации по шкале
Рис. 1. Фотоэлектроколориметры:
а) лабораторный, марки МКФМ-02;
б) полевой, марки SMART (LaMotte Co., USA).
Окрашенные пробы, полученные при выполнении анализов, можно колориметрировать также с помощью фотоэлектроколориметров (рис. 1). При таком способе определяют оптическую плотность растворов-проб в стеклянных кюветах с длиной оптического пути 1–2 см из комплекта фотоэлектроколориметра (можно использовать и кюветы с большей длиной оптического пути, однако в этом случае следует проводить анализ с увеличенным в 2–3 раза объемом пробы). Приборное колориметрирование позволяет существенно повысить точность анализа, однако требует большей тщательности и квалификации в работе, предварительного построения градуировочной характеристики (желательно не менее 3 построений). При этом измеряют значения оптической плотности модельных эталонных растворов (см. приложение 1). При анализах полевыми методами в экспедиционных условиях удобно фотометрировать пробы с помощью полевых колориметров. В частности, для таких целей ЗАО «Крисмас+» поставляет колориметры различных типов, имеющие набор съемных светофильтров в широком диапазоне длин волн видимого света. Значения основных параметров в случае приборного колориметрирования приведены в тексте описания выполнения определений.
Особенности выполнения анализа титриметрическим методом
Титриметрический метод анализа основан на количественном определении объема раствора одного или двух веществ, вступающих между собой в реакцию, причем концентрация одного из них должна быть точно известна. Раствор, концентрация вещества в котором точно известна, называется титрантом, или титрованным раствором. При анализе чаще всего стандартный раствор помещают в измерительный сосуд и осторожно, малыми порциями, дозируют его, приливая к исследуемому раствору до тех пор, пока не будет установлено окончание реакции. Эта операция называется титрованием. В момент окончания реакции происходит стехиометрическое взаимодействие титранта с анализируемым веществом и достигается точка эквивалентности. В точке эквивалентности затраченное на титрование количество (моль) титранта точно равно и химически эквивалентно количеству (моль) определяемого компонента. Точку эквивалентности обычно определяют, вводя в раствор подходящий индикатор и наблюдая за изменением окраски.
При выполнении анализа титриметрическим методом (карбонат, гидрокарбонат, хлорид, кальций, общая жесткость) определение проводят в склянках или пробирках вместимостью 15–20 мл, имеющих метку 10 мл. В процессе титрования раствор перемешивают стеклянной палочкой либо встряхиванием.
При анализе маломинерализованных вод целесообразно применять титрованные растворы с пониженной концентраций (0,02–0,03 моль/л), которые могут быть получены соответствующим разбавлением более концентрированных титрованных растворов дистиллированной водой.
Для удобства работы с пробирками их можно устанавливать в отверстия мутномера (рис. 2) либо располагать в штативах.
а) 
б) 
Рис. 2. Мутномер с мутномерными пробирками:
а) общий вид, б) в разрезе
1 – мутномерная пробирка;
2 – ограничительное кольцо;
3 – корпус мутномера;
4 – черная точка;
5 – экран мутномера.
Требуемые объемы растворов при титровании отмеряют с помощью бюреток, мерных пипеток или более простых дозирующих устройств: шприцев, калиброванных капельниц и др. Наиболее удобны для титрования бюретки с краном.
Рис. 3. Средства дозировки растворов:
а – бюретка с краном, б – мерная пипетка,
в – шприц-дозатор, г – пипетка-капельница простая,
д – капельница-флакон.
Для удобства заполнения мерных пипеток растворами и титрования их герметично соединяют с резиновой грушей, используя соединительную резиновую трубку. Запрещается заполнение пипеток растворами путем их всасывания ртом! Еще удобнее работать с мерными пипетками, устанавливая их в штативе вместе с медицинским шприцем, герметично соединенным с пипеткой гибкой трубкой (резиновой, силиконовой и т.п.) (рис. 4).
А б
Рис. 4. Установки для титрования в штативах:
а – мерная пипетка; б – бюретка с краном.
Следует иметь в виду, что измерение объема раствора в бюретках, мерных пробирках, мерных колбах проводится по нижнему краю мениска жидкости (в случае водных растворов он всегда вогнут). При этом глаз наблюдателя должен быть на уровне метки. Нельзя выдувать последнюю каплю раствора из пипетки или бюретки. Необходимо знать также, что вся мерная стеклянная посуда калибруется и градуируется при температуре 20°С, поэтому, для получения точных результатов измерения объемов, температура растворов должна быть близка к комнатной при использовании пипеток, бюреток и капельниц. При использовании мерных колб температура раствора должна быть, по возможности, близка к 20°С, т.к. значительная вместимость мерной колбы приводит к заметной ошибке в измерении объема (за счет теплового расширения или сжатия раствора) при отклонениях температуры от 20°С более чем на 2–3°С.
Колориметрические методы , основанные на определении степени окраски соединений, образующихся в результате различных "цветных реакций":
А) метод Сомоджи (1933), в котором используется способность глюкозы восстанавливать гидрат окиси меди в закись меди, превращающей, в свою очередь, арсено-молибденовую кислоту в молибденовую лазурь. Этот метод неспецифичен, трудоемок и в настоящее время редко применяется в клинико-диагностических лабораториях;
Б) метод Фолина-Ву (1919), состоящий в определении окраски молибдена синего, который образуется в результате восстановления тартрата меди в окись меди. Последняя, взаимодействуя с молибдотустенгоновой кислотой, дает цветную реакцию. Метод относительно прост: отрицательной стороной его является то, что между имеюшейся в крови глюкозой и получаемой окраской не существует строгой пропорциональности;
В) метод Крезелиус - Зейферт (1928, 1942) основан на восстановлении пикриновой кислоты в пикраминовую с последующим ее колориметрированием. Метод быстр, но не очень точен. Ошибка может превышать 10-20%. В связи с этим указанный метод имеет ориентировочное значение;
Г) метод с антроновым реактивом по Моррису (1948) и по Роэ (1955). Антроновый метод заключается в колориметрировании цветного комплекса, образующегося в результате соединения антрона с углеводами. Точные результаты могут быть получены при наличии высокоочищенных химических реактивов и соблюдении постоянной температуры;
Д) орто-толуидиновый метод Гультмана в модификации Хиваринена - Никилла (1962), состоящий в определении интенсивности окрашивания раствора, возникающего при взаимодействии орто-толуидина с глюкозой. Этот метод специфичен и точен, дает возможность определять "истинную" глюкозу и поэтому предлагается в качестве унифицированного. Недостатки заключаются в применении неорганических (уксусная кислота) и органических (ТХУ) кислот и этапа кипячения.
Схема реакций орто-толуидинового метода:
Белки крови + ТХУ ---> денатурация и осаждение
глюкоза (Н+, нагрев) -----> оксиметилфурфурол
оксиметилфурфурол + о-толуидин ------> сине-зеленая окраска
