Hidrológiai Közlöny 1962 (42. évfolyam)

6. szám - Dr. Bolberitz Károly–Csanády Mihály: Gyors, közvetett módszer természetes vizek szulfáttartalmának meghatározására

Bolberitz K.—Csanády M.: Gyors közvetett módszer Hidrológiai Közlöny 1962. 6. sz. 525 idő alatt két másik szerző, Ceausescu [33] és Podgornyi [34] is próbálkozott hasonló módszer alkalmazásával.* Az új eljárás kidolgozásának szempontjai A kutatók által kidolgozott sokféle eljárás bizonyítja, hogy mennyire szükséges olyan szulfátmeghatározás, amely ha szerényebb pontosság mellett is, de gyorsan és megbízhatóan végezhető, mely tehát sorozatvizsgálatok céljára alkalmas. Az előbbiekben felsorolt eljárások közül egyesek bonyolult, hosszadalmas voltuk miatt nem jöhetnek számításba. Más módszereket viszont pontatlanságuk, vagy szűk mérési határaik miatt kell elejteni. A válogatás után fennmaradó módszereket, melyek Sorozatvizsgálat céljára alkalmasak lehetnek, kipróbáltuk, de ezek között sem akadt olyan, amely céljainknak megfelelt volna. Csupán a már említett Wagner-féle eljárás elve, mely a szulfátot, kloridot és nitrátot egy munkafolyamatban határozza meg, látszott megfelelőnek. A kloridot és a nitrátot az ivóvíz vizsgálatok során amúgy is meg kell határozni, többletmunkaként tehát csupán az ioncserélőn történő átengedés, a levegőztetés és egy acidimetriás titrálás jelentkezik. Az eredeti Wágner-féle eljárás kipróbálása során azt találtuk, hogy a kationcsere és az azt követő acidimetriás titrálás, amely az anionok összegét adja meg, könnyen végrehajtható és pontos eredményeket ad. Nehézség jelentkezett azonban a palmitátos litrálásnál. Kis töménységeknél ugyanis a báriumszulfát szobahőmérsékleten nagyon lassan válik le és nyilván ez adja a magyarázatát annak, hogy az oldatban levő bárium-ionok palmitátos visszatitrálása csak akkor adott kielégítő pontosságú eredményt, ha az oldatot előzőleg huzamosabb ideig forraltuk. (Ez a hátrány egyébként mindegyik, báriumszulfát képződésen alapuló módszernél jelentkezik.) E kiviteli problémán túlmenően azonban egy másik elvi szempont is volt, aminek következtében az eljárás eredeti formájában a szabványos egészségügyi vízvizsgálatokhoz nem volt megfelelőnek tekinthető. Ismeretes ugyanis az, hogy azonos pontosságot feltételezve, olyan módszernél, mely két meghatározás különbségeként állapitja meg a keresett értéket, a hiba kétszer akkora lehet, mint közvetlen mérésnél. Wagner eljárásánál csupán a klorid-iont titráljuk közvetlenül, a nitrátot a palmitátos titrálással megállapított klorid + nitrát összegéből a klorid levonásával közvetve, a szulfát-iont pedig azáltal, hogy az említett klorid -f- nitrát egyenérték-összegét levonjuk az összes savból, szintén közvetve kapjuk meg. Ez a kettőzött hiba kedvezőtlen esetben, midőn a keresett alkatrész kis mennyiségben van jelen, százalékosan már jelentős lehet. Az ivóvizek minősítésénél a nitráttartalom pontos ismerete fontosább, mint a szulfáttartalomé. * A kézirat lezására után jelent meg egy hazai közlemény, mely az ioncserélő gyantáknak a vízanalitikában való alkalmazásával foglalkozik [37]. Ez szintén javasolja az összion-meghatározást a vízelemzós során az ionösszeg ellenőrzésére, vagy közvetve alkálifém, illetve nitrát meghatározására. Szulfát meghatározásnál a szerző az ioncserét a súlyszerinti, vagy komplexonos eljárás előtt tisztító műveletként ajánlja. Különösen a kis nitráttartalom megbízható ismeretének nagy a jelentősége egyes esetekben (pl. talajvízbeszivárgás kimutatása mélyfúrású kutak vizében, mineralizálódási folyamatok stb.). A higiénés vízvizsgálatoknál tehát a nitráttartalom meghatározásánál az amúgy is kisebb pontosságú módszerek pontosságának rovására engedményt lenni nem kívánatos. A kis mennyiségű szulfátnak ezzel szemben sem higiénés, sem műszaki szempontból nincs különösebb jelentősége. Mindezekből az következik, hogy az ivóvízvizsgálatoknál a szulfáttartalom meghatározására inkább használható közvetett módszer, mint a nitráttartalom megállapítására. A fenti tapasztalatok és elgondolások oda vezettek, hogy a Wagner-féle eljárás az ivóvízvizsgálatoknál támasztott követelményeket csak részben elégíti ki. Ezért a meghatározás alapgondolatából (a három uralkodó aniont kationcserélőn savvá alakítjuk és ezek összegét titráljuk) kiindulva, igyekeztünk olyan módszert kidolgozni, amely céljainknak jobban megfelel. Az eljárás ismertetése Eljárásunknál a természetes vizekben jelenlevő anionokat a megfelelő savakká alakítjuk át úgy, hogy a vizet H-formában levő kationcserélőn engedjük át. A szénsav mellett a jelenlevő három erős savat (sósav, kénsav, salétromsav) lúggal megtitráljuk. A víz klorid- és nitráttartalmát a szokásos közvetlen eljárások valamelyikével meghatározzuk, és a kapott értékeket egyenértékre átszámítva, levonjuk a savak titrálásakor kapott egyenérték-összegből. Az így nyert egyenértékkülönbséget szulfát-ionként értékeljük. Módszerünknél is fennáll az eredeti eljárás elvi hibája, hogy az uralkodó anionokon kívül jelenlevő egyéb anionokat is szulfátnak számítja. Ezek közül azonban a hidrogénkarbonát, a szilikát, a szulfid és borátnak megfelelő gyenge savak eljárásunknál nem titrálódnak meg (lásd a következő bekezdést és a kísérleti részt). Ha a kloridot a Mohr-féle ezüstnitrátos titrálással határozzuk meg, a bromid és a jodid szintén kloridként jelentkezik, tehát a szulfát eredményt nem befolyásolják. Foszfát- és arzenát-ion a talajvizekben és felszíni vizekben legfeljebb csak nyomokban fordul elő. Hazai természetes vizeink fluorid- és nitrit-ion tartalma — egyes egészen ritka kivételektől eltekintve — tized-milligrammos nagyságrendű érték. (Abban az esetben, ha az utóbb említett ionok nagyobb mennyiségben jelen lennének, a vízelemzés során mennyiségileg meghatározva őket az anionok összegéből levonhatók, és hibát szintén nem okoznak.) Wagner az eredeti eljárásnál az ioncserélés során felszabaduló szénsavat levegőztetéssel eltávolítja. Kérdés azonban, hogy szükség van-e erre. Ismeretes, hogy két különböző erősségű sav megtitrálható-e egymás mellett, ha disszociációs állandóik hányadosa 10 000-nél nagyobb [35]. A mi esetünkben kénsavat, sósavat és salétromsavat kell titrálni szénsav mellett. A sósav és salétromsav erős savak ; a kénsav a második lépcsőben disszociálva már nem kifejezetten erős