Ποιες είναι οι μέθοδοι προσδιορισμού των χημικών ιόντων στο νερό;
Μέθοδοι για τον προσδιορισμό των χημικών ιόντων στο νερό
Υπάρχουν πολλές μέθοδοι για τον προσδιορισμό της παρουσίας και της συγκέντρωσης των χημικών ιόντων στο νερό. Αυτές οι μέθοδοι μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ευρέως σε:
1. Χημικές μέθοδοι:
* τιτλοδότηση: Αυτή η κλασική μέθοδος περιλαμβάνει την αντίδραση ενός γνωστού όγκου του δείγματος νερού με ένα διάλυμα ενός αντιδραστηρίου γνωστής συγκέντρωσης (τιτλοδότηση) μέχρι να ολοκληρωθεί η αντίδραση. Στη συνέχεια χρησιμοποιείται ο όγκος του τιτλοδοτούμενου που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης του ιόντος ενδιαφέροντος.
* Παραδείγματα:
* τιτλοποίηση οξέος-βάσης: Καθορίζει τη συγκέντρωση ισχυρών οξέων (π.χ., HCl) και ισχυρές βάσεις (π.χ. NaOH).
* Τίτλος οξειδοαναγωγής: Καθορίζει τη συγκέντρωση οξειδωτικών ή αναγωγικών παραγόντων (π.χ. υπερμαγγανικό, ιώδιο).
* Συμπλοκομετρική τιτλοδότηση: Καθορίζει τη συγκέντρωση μεταλλικών ιόντων (π.χ., Ca2+, Mg2+) χρησιμοποιώντας χηλικούς παράγοντες.
* Βαρβμετρική ανάλυση: Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει την κατακρήμνιση του ιόντος ενδιαφέροντος από το δείγμα νερού χρησιμοποιώντας ένα κατάλληλο αντιδραστήριο. Το ίζημα στη συνέχεια φιλτράρεται, ξηραίνεται και ζυγίζεται. Η μάζα του ίζημα χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης του ιόντος.
* Παραδείγματα:
* Προσδιορισμός των ιόντων χλωριδίου χρησιμοποιώντας νιτρικό άργυρο για να σχηματίσουν ίζημα χλωριούχου αργύρου.
* Προσδιορισμός των θειικών ιόντων χρησιμοποιώντας χλωριούχο βάριο για να σχηματίσουν ίζημα θειικού βαρίου.
2. Οργανικές μέθοδοι:
* φασματοφωτομετρία: Αυτή η μέθοδος μετρά την απορρόφηση του φωτός από το δείγμα νερού σε συγκεκριμένο μήκος κύματος. Η απορρόφηση είναι άμεσα ανάλογη με τη συγκέντρωση του ιόντος ενδιαφέροντος.
* Παραδείγματα:
* φασματοφωτομετρία UV-VIS: Καθορίζει τη συγκέντρωση ιόντων που απορροφούν UV ή ορατό φως (π.χ. νιτρικά, φωσφορικά).
* φασματοσκοπία ατομικής απορρόφησης (AAS): Καθορίζει τη συγκέντρωση μεταλλικών ιόντων μετρώντας την απορρόφηση του φωτός από τα άτομα τους στη φάση ατμών.
* Ηλεκτροχημικές μέθοδοι:
* Επιλεκτικά ιόν (ISES): Αυτά τα ηλεκτρόδια ανταποκρίνονται ειδικά σε έναν μόνο τύπο ιόντων. Η διαφορά δυναμικού μεταξύ του ηλεκτροδίου και ενός ηλεκτροδίου αναφοράς μετράται και συσχετίζεται με τη συγκέντρωση ιόντων.
* Μετρήσεις αγωγιμότητας: Μετρά την ηλεκτρική αγωγιμότητα του δείγματος νερού, το οποίο είναι άμεσα ανάλογη με τη συνολική συγκέντρωση διαλελυμένων ιόντων.
* Χρωματογραφικές μέθοδοι: Αυτή η μέθοδος διαχωρίζει διαφορετικά ιόντα στο δείγμα νερού με βάση τη συγγένειά τους σε μια στατική φάση. Η συγκέντρωση κάθε ιόντος στη συνέχεια προσδιορίζεται μετρώντας την περιοχή κορυφής ή το ύψος σε έναν ανιχνευτή.
* Παραδείγματα:
* Χρωματογραφία ιόντων (IC): Διαχωρίζει και ποσοτικοποιεί διάφορα ανιόντα και κατιόντα, συμπεριλαμβανομένου του χλωριούχου, του βρωμιούχου, του νιτρικού, του φωσφορικού και του θειικού.
* Χρωματογραφία αερίου (GC): Χρησιμοποιείται για την ανάλυση πτητικών οργανικών ενώσεων στο νερό.
* φασματομετρία μάζας (MS): Αυτή η μέθοδος μετρά τον λόγο μάζας προς φόρτιση των ιόντων στο δείγμα νερού, παρέχοντας πληροφορίες σχετικά με τη στοιχειώδη σύνθεση και τις ισοτοπικές αναλογίες.
3. Άλλες τεχνικές:
* Bioassays: Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί ζωντανούς οργανισμούς για να αξιολογήσει την τοξικότητα συγκεκριμένων ιόντων στο δείγμα νερού.
* Μικροσκοπικές τεχνικές: Αυτές οι τεχνικές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απεικόνιση της παρουσίας ορισμένων ιόντων ή των σχετικών ορυκτών τους στο δείγμα νερού.
Η επιλογή της μεθόδου εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του συγκεκριμένου ιόντος ενδιαφέροντος, της απαιτούμενης ευαισθησίας, της μήτρας δείγματος και των διαθέσιμων πόρων. Συχνά, ένας συνδυασμός μεθόδων χρησιμοποιείται για την παροχή μιας ολοκληρωμένης ανάλυσης της χημικής σύνθεσης του δείγματος νερού.
