Hidrológiai Közlöny 1961 (41. évfolyam)
4. szám - Rappn-Sík Stefánia: Ioncserélő gyanták alkalmazása a vízanalitikában
Hidrológiai Közlöny 1961. 4. sz. 339VÍZKÉMIA Ioncserélő gyanták alkalmazása a vízanalitikában E A í P I í SÍK STEFÁNIA* Az ioncserélőkot napjainkban egyre nagyobb mértékben használják analitikai célokra. Az ioncserélők legfontosabb tulajdonsága, hogy felületükön az ionok lecserélhetően kötöttek és így azok az oldatban levő másfajta ionokkal könnyen kicserélődnek. A cserében az ionok ekvivalens mennyiségben vesznek részt. Ma már úgyszólván kizárólag mesterségesen előállított, szerves eredetű ioncserélőket, úgynevezett ioncserélő gyantákat használnak. Nagy előnyük a természetes ioncserélőkkel szemben az, hogy a kívánt célnak legjobban megfelelő minőségben és korlátlan mennyiségben állíthatók elő. Szerkezetük még hosszabb használat után is állandó, a gyantaváz kémiai és mechanikai tulajdonságai nem változnak. Összetételük, a kicserélő csoportok minősége és így szelektivitásuk is tág határok között változtatható. A vizek lágyítása fontos gyakorlati kérdés. Ma már a korszerű vízlágyítás túlnyomórészt ioncserélő gyantákkal történik. A vizek lágyítása — a szulfáttartalom meghatározása előtt — a vízanalitikában is igen fontos feladat. Ezt a műveletet Bahrdt[3] már 1927-ben ioncserélővel, permutittal végezte. Ő volt az első, aki a vízanalitikában az ioncserélő módszert alkalmazta. Bahrdt a vizet Na-permutittal lágyította. A permutiton a víz Ca és Mg tartalma megkötődött és Na ionokra cserélődött ki. Ezt a módszert más szerzők, Kehren és Stommel [8] módosították. Abrahamczik és Blümel [1,2] 1937-ben ugyanerre a célra még mindig szervetlen eredetű, permutit típusú ioncserélőt használt. A vizek lágyítása azonban nem az egyetlen olyan terület a vízanalítikában, ahol az ioncserélő gyanták alkalmazhatók. A vízanalítikában a következő területeken tanulmányoztam az ioncserélő gyanták jelhasználhatóságát: 1. A vizek összes-só tartalmának meghatározása ; a vizek lágyítása szulfát meghatározás előtt. 2. Vizek betöményítése ; a vízelemzés megkönnyítése a kis mennyiségű alkotórészek meghatározásában. 3. A vizek nyomelem tartalmának feldúsítása és elkülönítése. 4. Teljes vízelemzés elvégzése ioncserélő módszer segítségével igen kis mennyiségű vízmintából. 5. A vízelemzés meghatározási módszereit zavaró alkotórészek eltávolítása. A következőkben ezen csoportosításnak megfelelően vizsgáljuk meg az ioncserélő gyanták vízanalítikában való alkalmazhatóságát. 1. A vizek összes-só tartalmának meghatározása Vizek lágyítása szulfát meghatározás előtt Az ioncserélő módszert a vízanalítikában eddig leggyakrabban a vizek összes só-tartalmának meghatározására használták fel. Ezzel a kérdéssel * Magyar Állami Földtani Intézet. számos kutató foglalkozott [4,5. 6. 10, 11. 12. 14, 17]. Módszereik megegyeznek abban, hogy általában szulfósav típusú, hidrogén formájú kationcserélő gyantát használtak, s erre öntötték fel a vizsgálandó vízminta ismert mennyiségét. Az oszlopon a vízben oldott kationok egész mennyisége megkötődött és egyenértéknyi mennyiségben Hionok jutottak az oldatba. Az oszlop leöblítése után a H-ionokat lúggal megtitrálták és ebből mekv/l-ben adták meg a vízben oldott sók összegét. Quentin [15] részletesen foglalkozott az összes-só tartalom meghatározási módszerekkel. Megállapította, hogy a bepárlással kapott összes sótartalom meghatározása azért nem megfelelő, mert egyes sókat (pl. CaCl 2) nedvszívó tulajdonságuk miatt nehéz súlyállandóságig szárítani. A vízben lehetnek olyan oldott sók is. melyek bepárláskor kristályvizet vesznek fel (pl. MgCl 2 • • (iH 20), amit súlyállandóságig történő szárításkor részben vagy egészben elvesztik és más sóvá alakulnak át (pl. a MgCl 2 -6H aO MgO-vá). A vízben oldott hidrogénkarbonátok bepárláskor karbonátokká alakulnak. Az ilyen átalakulások miatt a siilyszerint mért összes-só tartalom nem felel meg a valóságnak. Ezért a szerző az eredményekjavítására korrekciós számítást vagy az ún. szulfát-kontrolit javasolta. Sokkal használhatóbb meghatározási módnak tartja azonban az ioncserélő gyantákkal való összes-só meghatározást. Ennek a módszernek is van hátránya. A vízben oldott hidrokarbonát 2iem cserél ekvivalens menynyiségű H-iont a gyantán, mert vízzé és széndioxiddá bomlik el. Ezért a hidrogénkarbonát mennyiségét a kapott eredményhez mekv-ben hozzá kell számítani. Másik hátrány, hogy a vízben oldott, nem disszociált sók (HB0 2, H 2Si0 3) és a víz szervesanyagtartalma nem kötődik meg a gyantán, tehát mennyiségük az összes-só meghatározásból kimarad [9, 13J. Megjegyezzük, hogy az összes-só tartalom meghatározását szabad bázis formájú [R-(OH )] anioncserélő oszlopon is elvégezhetjük és a felszabadult hidroxil-ionok mennyiségét savval megtitrálva ugyancsak mekv/l-ben kapjuk az összessót. Mivel az anioncserélő gyanták lassabban cserélnek és használatuk nagyobb körültekintést igényel, a meghatározásra szívesebben alkalmazunk kationcserélő gyantákat. Az eddig említett szempontok figyelembe vételével kísérleteket végeztünk az összes-só tartalom meghatározására ioncserélő gyantával különböző származású és összetételű terepvizekben. A meghatározásra Amberlite IR 120 kationcserélő gyantát használtunk H + formában. A vizsgálandó vízminta ismert mennyiségében metilnarancs indikátor jelenlétében 0,1 n sósavval meghatároztuk a lúgosságot, az oldatot kiforraltuk és lehűtöttük. Az így széndixoid mentesített oldatot felöntöttük
