Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Хімічні тест-методи в екологічних дослідженнях
Загальна характеристика тест-систем
На протязі століть, починаючи з часів алхіміків, хімічний аналіз проводили в лабораторіях. Це було пов’язано з необхідністю використовувати спеціальний хімічний посуд, спеціальне обладнання, наприклад, печі, і, звичайно, вимірювальні прилади, а також із застосуванням шкідливих хімічних речовин, що вимагало як мінімум хорошої вентиляції. В деякій мірі ці факти діють і сьогодні. Так, будь який дослідний інститут хімічного, геологічного або металургійного профілю має аналітичні лабораторії. Це саме можна сказати про будь-який хімічний, нафтопереробний, фармацевтичний або металургійний заводи. В цих лабораторіях, зазвичай, багато складних і дорогих приладів. Останнім часом стан справ змінюється. Хімічний аналіз поступово переміщується з лабораторій до тих місць, де знаходиться аналізований об’єкт. Аналіз “на місці” швидко розвиваючий напрямок. Перенесення зразків змінюється перенесенням інформації. Розглянемо зміст деяких термінів. Тестування в хімічному аналізі означає швидку і просту оцінку наявності і/або вмісту хімічного компонента в зразку. Тест-засоби це компактні, легкі і зазвичай дешеві одиничні пристрої або пристосування для тестування, набори або системи таких одиничних пристроїв. Тест-системи для хімічного аналізу – це експресні, прості, портативні, легкі та дешеві аналітичні засоби. Методологія хімічного тест-аналізу не потребує пробопідготовки (іноді і відбору проб*, аналіз проводиться без використання складних стаціонарних приладів, лабораторного обладнання, без самої лабораторії, без складної обробки результатів, а також підготовленого персоналу; в більшості випадків застосовують автономні засоби одноразового використання. Справа в тому, що існують величезні і гострі потреби у позалабораторному аналізі. Ось деякі з них: • експрес-контроль технологічних процесів; • виявлення метану у вугільних шахтах; • виявлення витікання природного газу з газопроводів; • визначення монооксиду карбону СО і вуглеводнів у автомобільних викидах; • експрес-аналіз у полі для геологів-розвідувачів; • швидкий аналіз ґрунтів (рН, Р, К*; • контроль продуктів харчування на ринках; • виявлення алкоголю у повітрі, яке видихає водій; • визначення вмісту цукру в крові і сечі діабетиків у домашніх умовах; • оперативний аналіз води, в тому числі і питної, безпосередньо споживачем; • аналіз повітря в робочих зонах і на вулицях; • контроль вмісту озону в стратосфері; • космічні дослідження (Місяць*; • виявлення бойових отруйних речовин; • виявлення рідкого ракетного палива у ґрунті в місцях аварій; • вирішення задач криміналістики, охорони порядку, військової сфери (наркотики, алкоголь, вибухові речовини, токсичні речовини*тощо. Відомості з історії тест-методів До тест-методів можна віднести велике число хімічних методів якісного виявлення речовин. Деякі такі методи відомі з прадавніх часів. • Гален (200–130 р.р. до н.е.* використав курячі яйця для грубого визначення вмісту солей, розчинених у воді або іншими словами, для визначення густини соленої води. • Пліній Старший (79–23 р.р. до н.е.* писав, що для виявлення заліза в оцті римляни використовували екстракт дубильних горішків, яким обробляли папірус. Цей екстракт дозволяв розрізняти сульфат заліза від сульфату міді. Поява чорного забарвлення говорила про присутність заліза, зеленого – про присутність міді. Цей спосіб застосовувався дуже довгий час. • В ХVII ст. Роберт Бойль застосовував екстракт фіалки для ідентифікації кислот і лугів: він зеленіє в лугах. • В 1767 р. Льюіс отримав лакмусовий папірець і використовував його для виявлення кислот і лугів. • В 1883 р. Олівер описав тест-папірець для визначення глюкози в сечі. • В 1909 р. К.В. Харичков запропонував простий крапельний спосіб визначення Н2О2. Фільтрувальний папір набував рожевого кольору, просочивши його бензиновим розчином кобальт нафтену. При взаємодії з водним розчином Н2О2 папір змінював забарвлення на темно-синє (окиснення Со(ІІ* в Со(ІІІ**. Цим способом можна було визначати до 0,03 % Н2О2. Аналіз “на місці” має багато переваг. Економиться час і засоби на доставку проб у лабораторію і на самий лабораторний аналіз (звичайно більш дорогий*. При аналізі “на місці” зазвичай знижуються вимоги до кваліфікації виконавця, оскільки використовують більш прості засоби аналізу. Але найголовніше в тому, що часто аналіз в стаціонарній лабораторії взагалі нездійсненний або не має ніякого змісту, оскільки, наприклад, змінюються форми існування компонентів. Аналіз “на місці” здійснюють майже або точно в режимі реального часу і це дозволяє без зволікання починати дії по ліквідації джерел або наслідків подій, не чекаючи проведення аналізу в лабораторії і відповідних лабораторних даних. Тест-системи можуть стати незамінними в критичних ситуаціях, коли потрібно швидко визначити хімічний склад повітря, води та інших об'єктів після вибуху, промислової катастрофи чи природного катаклізму. Тест-системи зручні для широкомасштабного обстеження житлових і виробничих приміщень, наприклад на пари ртуті, формальдегід, фенол та інші речовини.
Класифікація та загальні вимоги до тест-методів
Класифікація За агрегатним станом можуть бути: • рідиннофазні (індикаторні розчини*; • “сухі реагенти”, тобто нанесені на твердий носій або просто порошки чи таблетки самих реагентів. За природою процесів, які використовуються для отримання аналітичного сигналу, тест-методи поділяють на: - фізичні, -хімічні, -біохімічні; - біологічні. Фізичних експрес-методів небагато і вони не відіграють великої ролі в практиці хімічного аналізу. Загальний принцип хімічних методів полягає у використанні реакцій з так званими хромогенними (колірутворюючими*реагентами. Біохімічні тест-методи основані на використанні ферментів та імуносистем (їх ще називають ферментними*. В основі цих методів лежить властивість іонів металів і органічних токсикантів інгібувати (сповільнювати* процеси каталітичного перетворення речовин у присутності біологічних каталізаторів-ферментів. Особливу роль в оцінці стану навколишнього середовища (НС* відіграють біологічні тест-методи. Вони базуються на використанні мікроорганізмів, органів, тканин і навіть високоорганізованих організмів і цілих популяцій. Загальні вимоги до тест-методів і тест-засобів • Оскільки тести часто використовують для попередньої оцінки наявності досліджуваного компонента, то краще помилкове “так”, ніж помилкове “ні”. • Так як однією з переваг тест-методів є їх експресність, хімічні реакції, що використовують, повинні протікати відносно швидко. • Тест-системи часто розраховані на широке їх застосування непідготовленим персоналом, тому число операцій під час тестування повинно бути мінімальним. • При візуальній оцінці межа поділу забарвлених зон має бути чіткою, зміна кольору достатньо контрастна і таке ін., тобто треба зводити до мінімуму можливість неоднозначного трактування результатів. • Результати тестів повинні бути достатньо надійними, навіть в тих випадках, коли визначають малу кількість речовин. Правильність тест-методів, зазвичай, перевіряють порівнянням їх результатів з результатами, отриманими інструментальними методами. Це, звичайно, робиться при розробці тест-методів, але таку перевірку може виконувати інколи і споживач, щоб бути впевненим в своїх результатах. Багато тест-систем не є універсальними і призначені для визначення компонентів тільки в конкретних (окремих* об’єктах.
Типи реакцій, які використовують в хімічних тест-методах
Хімія тест-методів заснована головним чином на кольорових реакціях, наприклад реакціях комплексоутворення або окиснення-відновлення. Головна мета – розробити тест, який був би експресним і простим у виконанні. Крім реакцій, що призводять до появи забарвлення, використовують також хімічні взаємодії, результатом яких є поява люмінесценції. Типи реакцій Для створення тест-методів і тест-засобів використовують хімічні реакції майже всіх основних типів: • кислотно-основні; • окисно-відновні; • комплексоутворення; • різні реакції органічного синтезу. Кислотно-основні реакції відіграють особливе значення при визначенні показника рН, який є однією з важливих аналітичних величин під час аналізу природних і стічних вод. Не зважаючи на розвиток потенціометричних методів визначення рН, визначення за допомогою кислотно-основних індикаторних паперових смужок залишається розповсюдженим. Цей спосіб має низку переваг: простота аналізу, експресність, відсутність необхідності використовувати прилади, можливість проводити аналіз практично в будь-якому місці. Хімія кислотно-основних індикаторів – добре вивчена область. Окисно-відновні реакції також досить поширені у тест-методах. Прикладом ОВР можуть бути реакції відновлення золота і срібла сіллю Мора (FeSO4(NH4*2SO46H2O* в присутності комплексоутворюючих речовин (для зниження потенціалу пари Fe(ІІІ*/Fe(ІІ** до елементного стану з утворенням забарвлених плям на папері: синього кольору в присутності золота, коричневого – срібла. Вміст визначають за діаметром плями, який пропорційний вмісту елемента, зокрема золота 4–24 мкг, срібла 2–12 мкг. Реакції комплексоутворення найширше представлені у тест-методах. В основному вони використовуються для визначення іонів металів, рідше – для визначення органічних речовин. Специфічних реакцій утворення комплексних сполук майже немає, тому в багатьох тест-засобах передбачається регулювання рН, використання речовин, які маскують невизначувані компоненти та інші способи підвищення селективності. Одним із широко використовуваних реагентів є дитизон. Він утворює забарвлені комплекси з багатьма іонами металів; за константою стійкості їх можна розташувати в ряд: Ag>Hg>Pd>Pt>Au>Cu>Bi>In>Sn>Zn>Cd>Co>Pb>Ni>Fe(II*>Mg>Tl. Хоча дитизоном є реагентом на 30 катіонів, але використовуючи залежність реакцій від рН та маскуючі реагенти, можна створити досить селективні тест-системи. Реакції синтезу органічних сполук. Ці реакції використовують не так широко. Однак, відомі приклади їхнього застосування навіть у неорганічному аналізі. Наприклад, визначення нітрит-іонів, при якому відбуваються реакції диазотування та утворення органічних азосполук. Вимоги до реакцій, які використовують у тест-методах: • Селективність (вибірковість* по відношенню до визначуваних компонентів; • Достатньо висока чутливість. Наприклад, під час аналізу об’єктів НС межа виявлення зазвичай повинна бути менша за ГДК визначуваного компонента або близька до неї. • При використанні кольорових реакцій – висока контрастність і висока швидкість переходу (зміни*забарвлення в присутності визначуваного компонента. • Стійкість реагентів під час зберігання в тій формі, в якій вони використовуються в тест-методах. • Достатньо стійкий в часі аналітичний ефект, наприклад, забарвлення.
Класифікація хімічних тест-методів та області їх застосування
1. Паперові смужки і їх аналоги Різноманітністю способів виготовлення тест-пристроїв і визначення концентрації з їх допомогою відрізняються тест-системи, в яких аналітичний реагент іммобілізованих на твердих носіях, зокрема на целюлозних паперах. Вміст компонентів визначають за тоном або інтенсивністю забарвлення, що виникає після контакту носія з досліджуваною рідиною, шляхом порівняння її з кольоровою шкалою, або за площею забарвленої чи прозорої зон індикаторних паперів. 2. Індикаторні порошки Індикаторні порошки являють собою або суміші необхідних реагентів для визначення речовин, або сипучі матеріали, на яких іммобілізовані реагенти. В першому випадку концентрацію визначають за інтенсивністю забарвлення рідини після внесення індикаторного порошку і його розчинення в досліджуваному розчині. Прикладом є визначення нітрит-іонів реактивом Грісса (суміш α-нафтиламіну і сульфанілової кислоти*. В другому випадку індикаторний порошок вносять в пробу, перемішують і визначають концентрацію за інтенсивністю забарвлення самого порошку. Рис.1. Прилади для тест-визначень з використанням індикаторних порошків. 1- колориметрична трубка; 2 - досліджуваний розчин; 3 - індикаторний порошок. Висока оптична прозорість індикаторних порошків забезпечує високу чутливість визначення. Встановлено, що із збільшенням питомої площі поверхні порошку, чутливість аналітичного визначення зростає (питома площа поверхні порошків ксерогелів, що використовуються для розробки методик складала 600–950 м2/г*. 3. Індикаторні трубки Індикаторні трубки являють собою скляні трубки, заповнені твердим носієм. На пористу поверхню носія наносять хромогенні реагенти. Як носії застосовують порошкоподібні матеріали: силікагель (висушена кремнієва кислота*, порцеляна, скло. Рис. 2. Способи визначення концентрації за допомогою індикаторних трубок. а–примусовим пропусканням аналізованої рідини; б–методом занурення і підняття рідини за рахунок капілярних сил; в–методом занурення з використанням гідростатичного тиску. 1 – аналізована рідина; 2 – індикаторна трубка; 3 – забарвлена зона сорбенту. Через трубку пропускають певний об`єм досліджуваного розчину. Це можна робити за допомогою шприца, за рахунок гідростатичного тиску або за рахунок капілярних сил, опустивши трубку в досліджуваний розчин. В результаті взаємодії між іммобілізованим реагентом і досліджуваною речовиною утворюється поверхнева хімічна сполука, яка має забарвлення, відмінне від забарвлення шару сорбенту. Довжина зафарбованої зони залежить від концентрації визначуваної речовини. Для забезпечення чіткої границі забарвленої зони швидкість поступання досліджуваного розчину в індикаторну трубку не повинна перевищувати 0,25 мл/хв. В режимі занурення доцільно використовувати індикаторні трубки довжиною 40 мм, в режимі пропускання (шприцом* – 70 мм. Для забезпечення високої точності визначення, час проходження досліджуваного розчину через індикаторну трубку повинен в 10–20 разів перевищувати тривалість хімічної реакції. 4. Індикаторні таблетки Під час роботи в польових умовах зручно використовувати готові суміші реактивів у вигляді таблеток або горошинок. В скляні флакони за допомогою шприца відбирають певний об’єм досліджуваної рідини, поміщають суху суміш реактивів і після перемішування оцінюють інтенсивність забарвлення, яке утворилося. Таблетки (по 100 штук* поміщають в комірки мінікомпаратора. При аналізі певний об’єм досліджуваного розчину наносять на таблетку і забарвлення, яке при цьому утворюється, порівнюють зі шкалою раніше приготовлених таблеток. 5. Звичайні ампули та крапельниці Готові розчини або органічні розчинники для тест-визначень зберігають і продають в запаяних ампулах або крапельницях. В запаяних ампулах, зазвичай, зберігають органічні розчинники, концентровані кислоти і для одного аналізу, як правило, використовують весь вміст ампули. Наприклад, тест-система для виявлення наркотиків являє собою поліетиленові пенали з напівпрозорими реакційними контейнерами, скляними ампулами, заповненими хімічними реактивами та поліетиленові тримачі. Під час натискання на тримачі ампули б’ються і їх вміст поступає в реакційний контейнер, в який попередньо поміщена проба досліджуваного об’єкту. Результати тесту вважаються позитивними, якщо основний колір реакційної суміші співпадає з кольором позначки на пакеті. Є відповідні таблиці з переліком певних хімічних реагентів на окремі групи наркотичних речовин. Застосування тест-засобів Визначення твердості води. Основою такої тест-системи є целюлозний папір, просочений водним розчином (0,5–0,8 г/л* еріохромчорного Т або еріохром синьо-чорного Р, (5–8 г/л* тетраборату натрію і розчином комплексонату магнію (0,3–0,4 г/л*, який вводять для більш чіткого переходу забарвлень зазначених реагентів у присутності іонів кальцію. Іони лужноземельних металів змінюють колір паперу з синього на вишневий. Утворені комплекси іонів кальцію і магнію з еріохромчорним добре адсорбуються на папері і не вимиваються при пропусканні через них до 20 мл води. Час аналізу становить 10–15 хв. Діапазони визначуваних концентрацій іонів лужноземельних металів складають 0,05–40 ммоль /л, довжина зафарбованої зони змінюється в межах 1–70 мм. Сумарне визначення важких металів [Cu (II*, Co, Ni, Cd, Zn, Pb, Mn (II*] за допомогою індикаторних трубок в питних, стічних, природних водах і атмосферних опадах. В основу визначення покладено кольорову реакцію взаємодії іонів металів з 1-(2-піріділазо*-2-нафтолом, який іммобілізований на поверхні гідрофобізованого силікагелю. Тест-засіб являє собою скляну трубку (довжиною 50 мм, внутрішнім діаметром 2 мм*, заповнену індикаторним порошком. Вимірюють довжину, забарвленої в фіолетовий колір зони, яка пропорційна сумарній концентрації металів. Діапазон визначуваних концентрацій: 0,01–1,0 ммоль/л. ГДК Cu, Ni, Pb та Zn за санітарно-гігієнічними нормами складають 0,1 мг/л, а Cd – 0,01 мг/л. Визначення кобальту(II*: для якісної і напівкількісної оцінки концентрації кобальту в природних водах. Метод заснований на сорбції блакитних тіоціанатних комплексів кобальту(II* таблеткою пінополіуретану. Про наявність кобальту судять за зміною забарвлення таблетки пінополіуретану з білої в блакитну; вміст кобальту визначають, порівнюючи візуально інтенсивність забарвлення таблетки з наперед приготованою колірною шкалою. Можна визначати кобальт в діапазоні від 0,1 до 4 мг/л. ГДК кобальту в природних водах складає 0,1 мг/л. Нікол(ІІ* визначають після сорбції з аміачного буферного розчину (рН=9* пінополіуретаном, модифікованим диметилгліоксимом. Визначенню 0,08 мг/л нікола не заважають іони кальцію, магнію та інші. Іони феруму(ІІІ*: методика визначення ґрунтується на утворенні у фазі пінополіуретанового (ППУ*сорбенту, попередньо модифікованого тіоціанатом амонію, червоного комплексу феруму(III*. Інтенсивність забарвлення зразків ППУ після сорбції порівнюють зі шкалою, отриманою для серії стандартних розчинів. ГДК феруму в природних водах дорівнює 0,5 мг/л. Візуальне тестування молібдену(V, VI* в природних водах. Методика визначення молібдену ґрунтується на утворенні при додаванні відновника (аскорбінова кислота, хлорид стануму(II*, тіосечовина* у фазі ППУ жовто-оранжевого комплексу. Візуальне тестування на вміст молібдену(V,VI* в пробі води проводять шляхом порівняння інтенсивності забарвлення зразків ППУ після сорбції з шкалою, отриманою для серії стандартних розчинів. Методика придатна для визначення молібдену в природних і стічних водах. При постійному впливі сполук молібдену на організм людини найбільше страждає шлунково-кишковий тракт і порушується функція печінки. ГДК молібдену у природних водах дорівнює 0,25 мг/л. Визначення ортофосфат-іонів. Ортофосфати – одні з безпечних сполук, але надлишок їх у водних басейнах викликає порушення екологічної рівноваги, зокрема евтрофікацію водойм, а у питних водах – ріст кількості бактерій, тому вміст фосфору у водах необхідно систематично контролювати. ГДК фосфору у воді становить 3,5 мг РО43- /л. Запропоновані методики ґрунтуються на утворенні молібденофосфатного гетерополікомплексу, його відновлення і хемосорбції на ППУ яскраво-синього продукту відновлення. Визначення вмісту фосфатів проводять шляхом візуально-тестового порівняння кольорової насиченості дисків сорбенту з кольоровою шкалою, одержаною для серії стандартних розчинів. Межа візуального визначення становить 0,1 ГДК. Методики придатні для визначення ортофосфату у питних та природних водах. Визначенню заважає ферум(ІІІ* при концентрації, що перевищує 1 мг/л, більше 25 мг/л розчинних силікатів, а також нітрити. Вплив феруму(ІІІ* і силікатів знешкоджують відповідним розбавленням досліджуваної води. Вплив нітритів знешкоджується додаванням до проби сульфамінової кислоти.
Електрохімічні методи аналізу в екологічних дослідженнях
Фізико-хімічні методи аналізу поділяють на: Електрохімічні – на вимірюванні електрохімічних властивостей систем. Оптичні – базуються на вимірюванні оптичних властивостей речовин; Хроматографічні – на застосуванні здатності різних речовин до вибіркової сорбції. Радіометричні – на вимірюванні радіоактивних властивостей речовин. Кінетичні – на вимірюванні залежності швидкості реакції від концентрації визначуваної речовини. Переваги фізико-хімічних методів аналізу: • висока чутливість – межа виявлення (10-12 г*; • експресність; • можливість автоматизації і комп’ютеризації; • можливість аналізу на відстані; • можливість аналізу без руйнування зразка. Недоліки фізико-хімічних методів аналізу: • відносна похибка визначення, в середньому, становить 5 % (в окремих випадках до 20 %*, тоді як при використанні хімічних методів – 0,01–0,005 % (гравіметрія * і 0,1–0,05 % (титриметрія*; • в окремих методах гірша відтворюваність результатів; • необхідність застосування еталонів, стандартів і стандартних розчинів, градуювання обладнання і побудови градуювальних графіків; • технічна складність використовуваної апаратури, її висока вартість, необхідність обслуговуючого персоналу. Електрохімічні методи аналізу класифікують так: 1. Е/х метод аналізу на основі рівняння Нернста і вимірювань потенціалів електродів за відсутності струму (потенціометрія: а* пряма потенціометрія; б* потенціометричне титрування*. 2. Е/х метод аналізу на основі дослідження залежності струму в електролітичній комірці від потенціалу електрода (вольтамперометрія*. Класичний варіант цього методу – полярографія: а* пряма полярографія; б* амперометричне титрування. 3. Е/х метод аналізу на основі залежності між кількістю речовини, яка вступила в електрохімічну реакцію, і кількістю електрики, яка зумовила цю реакцію (кулонометрія: а* пряма кулонометрія; б* кулонометричне титрування.* 4. Е/х метод аналізу на основі залежності між електропровідністю розчину електроліту і концентрацією у ньому йонів (кондуктометрія: а*пряма кондуктометрія; б* кондуктометричне титрування*. Потенціометрія У потенціометричних методах аналізу визначення концентрації іонів ґрунтується на вимірюванні електродного потенціалу індикаторного електроду, який занурюють у досліджуваний розчин. Ці методи запропоновані в кінці 19 століття, після того як Нернстом була встановлена математична залежність електродного потенціалу від активності компонентів відповідної окисно-відновної системи. де Ок– концентрація окисненої форми; [Відн] – концентрація відновленої форми; E0 – потенціал електроду відносно нормального водневого, коли Ок=[Відн]; n – число електронів; F – постійна Фарадея; R – газова стала; Т – абсолютна температура; за Т=293К множник (2,3RТ*/F≈0,059 вольта Методом прямої потенціометрії вимірюють електродний потенціал і за рівнянням Нернста обчислюють концентрацію іонів у досліджуваному розчині. У потенціометричних вимірюваннях широко застосовують іон селективні електроди, чутливі переважно до якогось одного з іонів у розчині: дуже широкого застосування набув скляний електрод з водневою функцією – для вимірювання рН, інші іон селективні електроди – для визначення вмісту іонів Натрію, Флуору, Кальцію, Магнію тощо. Метод використовують для визначення • рН природних і стічних вод за допомогою скляного електроду; йоноселективні електроди використовують для визначення: • нітратів, • нітритів, • іонів важких металів, • аніонів Сl-, Вr-, J-, CN- у рослинах та продуктах, • концентрацію катіонів натрію, калію, кальцію, магнію, купруму в ґрунтах. Інший варіант потенціометрії – потенціометричне титрування. У цьому випадку потенціал індикаторного електрода змінюється залежно від кількості доданого титранту. З графіка залежності потенціалу від об’єму титранту знаходять величину об’єму доданого розчину, коли досягнута точка еквівалентності. Потенціометричне титрування – варіант титриметричного аналізу, в якому кінцеву точку титрування визначають по різкій зміні потенціалу індикаторного електроду (електроду визначення* поблизу точки еквівалентності. Суть методу полягає в тому, що в досліджуваний розчин поміщають індикаторний електрод, який реагує на зміну концентрації визначуваних йонів, і вимірюють його потенціал по відношенню до електрода порівняння. В процесі титрування спочатку поступово змінюється потенціал, а далі в точці еквівалентності - виникає стрибок потенціалу. Далі будують криву титрування і визначають точку перегину, а за абсцисою - об'єм робочого розчину. За типом аналітичних реакцій потенціометричне титрування поділяють на кислотно-основне (протолітометрія*, окисно-відновне, та осаджувальне і комплексонометричне - з утворенням малорозчинних або комплексних сполук. Індикаторний електрод вибирають відповідно до реакції, що відбувається у процесі титрування. У кислотно-основному титруванні використовують переважно скляний електрод, у окисно-відновному – платиновий. Якщо в основі титрування лежать реакції утворення координаційних або малорозчинних сполук, то як індикаторний електрод використовують іонселективні електроди. Методом потенціометричного титрування визначають широке коло хімічних сполук, які неможливо визначити звичайними титриметричними методами. Потенціометричне титрування використовується для визначення • кислотності (або лужності* інтенсивно забарвлених чи каламутних розчинів, • водних витяжок харчових продуктів, молока, хліба, м'яса та ін. (Визначення ґрунтується на нейтралізації розчином лугу вільних кислот.* • Потенціометричні біодатчики використовують для визначення концентрації пестицидів у складних багатокомпонентних системах. Вольтамперометрія Вольтамперометрія – це сукупність методів аналізу, які ґрунтуються на дослідженнях закономірностей протікання електрохімічних процесів окиснення та відновлення речовин на електродах, занурених у електроліт, при проходженні через нього електричного струму. Вольтамперометрію поділяють на два типи: полярографічний аналіз, який базується на використанні кривих залежності сили струму від напруги, коли проводять електроліз досліджуваного розчину в електролізері та амперометричне титрування Полярографічний метод був запропонований у 1922 р. чехословацьким ученим Я. Гейровським. За впровадження цього методу аналізу йому в 1959 році була присуджена Нобелівська премія. Полярографічний метод оснований на отриманні полярограм – кривих, які відображають залежності сили струму електрохімічного відновлення або окиснення речовин на електроді від напруги. Якщо електроліт містить йони різних елементів, то на вольтамперній кривій (інша назва – поляризаційна крива, або полярограма* спостерігатимемо декілька хвиль. Першу хвилю утворюють йони з більшим потенціалом виділення, а далі (друга, третя хвиля тощо* іде розрядка йонів елементів у порядку зменшення потенціалів. Математичну форму залежності потенціалу електрода від величини струму, який протікає через електроліт (рівняння полярографічної хвилі*, з’ясовує рівняння Нернста, яке у цьому випадку записують так: , де Е – потенціал у будь-якій точці полярографічної хвилі; Е1/2 потенціал півхвилі (потенціал, за якого *; І – величина струму у будь-якій точці полярограми. Аналіз рівняння засвідчує, що потенціал півхвилі Е1/2 залежить від природи відновлюваних йонів і не залежить від їхньої концентрації. Це є підставою для реалізації якісного аналізу. Виміряні значення Е1/2 дають змогу за допомогою відповідних таблиць встановлювати склад досліджуваного розчину. Амперометричне титрування (дає змогу визначати аніони, для яких немає точних і швидких титриметричних методів*. – зміна струму при зміні концентрації електроактивної речовини під час титрування. Будують криву в координатах: сила струму – об’єм титранта (вигляд як у кондуктометричному титруванні* Використовують реакції осадження, комплексоутворення й окисно-відновні. Багато аніонів (МоО42-, SO42-, I-, Br-, Cl- *титрують, використовуючи титрант солі плюмбуму. При визначенні солей цинку, купруму, кадмію, кальцію використовують титрант К4[Fe(CN*6]. Метод широко застосовується для якісного виявлення та кількісного визначення багатьох неорганічних й органічних речовин у водних і неводних розчинах. Полярографічний метод застосовують під час аналізу: • металів, сплавів, руд, гірських порід, об’єктів навколишнього середовища, • для контролю у виробництві полімерів, штучного волокна, напівпровідників, харчових продуктів. • під час дослідження органічних сполук, • у біології та медицині для визначення вітамінів, гормонів, отруйних речовин і шкідливих продуктів при патологічних змінах тканин. • Цим методом у природних водах і ґрунтах визначають вміст цинку, кадмію, плюмбуму, купруму; • токсичні елементи в продуктах, повітрі, стічних водах; • користуються і для визначення концентрації вітамінів, ферментів, гормонів в організмі людини, для діагностики захворювань • визначення низки аніонів (див. вище* Кулонометрія Кулонометрія поєднує методи аналізу, засновані на вимірюванні кількості електрики, витраченої під час електродної реакції. Якщо під час електролізу через розчин протікає Q кулонів, то за законом Фарадея кількість прореагованої речовини дорівнює: де А – атомна маса елемента; n – число електронів, що беруть участь в електрохімічній реакції; F – число Фарадея (96500 кулонів*; І – сила струму, А; t – час електролізу, с. Метод прямої кулонометрії полягає в проведенні електролізу розчину, що містить визначувану речовину, за постійним, заздалегідь вибраним, значенням потенціалу робочого електроду. Сталість значення потенціалу підтримується потенціостатом. Кулонометричне титрування – непряме кулонометричне визначення: в електрохімічному процесі бере участь не сама визначувана речовина, а проміжний продукт, який реагує з визначуваною речовиною. Від звичайного титрування цей метод відрізняється тим, що реагент одержують з вихідної речовини окисненням її на аноді або відновленням на катоді. Електрод, на якому одержують (генерують* титрант, називається робочим генераторним електродом. Струм, який служить безпосередньо для генерації титранта – генераторним струмом. У процесі електролізу реагент, що утворюється на електроді, постійно взаємодіє з досліджуваною речовиною. Підтримування генераторного струму постійним забезпечується безперервним введенням в розчин реагенту, як це має місце під час звичайного титрування. Точка еквівалентності фіксується за допомогою забарвлених ідикаторів або яких-небудь фізико-хімічних методів (потенціометричним, амперометричним та ін.*. Кількість визначуваної речовини знаходять за кількістю електрики, витраченої для генерування титранта. Кількість електрики визначають кулонометром. Переваги кулонометричного титрування перед звичайним: • не потрібно заздалегідь готувати робочі розчини і встановлювати їх точну концентрацію; • у якості титрантів можна застосовувати речовини малостійкі в звичайних умовах (Tі(ІІІ*, Cu(І*, Cr(ІІ* і ін,*; • метод може бути автоматизований. Кулонометричне титрування – аналітичний метод високої чутливості і точності, дозволяє визначати вміст речовини в кількості 10-6 моль-екв/дм3. Кондуктометрія Метод аналізу, який ґрунтується на вимірюванні електропровідності електролітів, називають кондуктометрією. Електропровідністю (W*називають величину, обернену до опору (R*, яку визначають в Ом-1: Електропровідність розчину залежить від кількості іонів в одиниці об’єму розчину, тобто від концентрації С, а також від рухливості цих іонів – величини u. Згідно з відомими з фізики та фізичної хімії співвідношеннями, електропровідність розчину де z – відстань між електродами, см; S – площа електродів, см2; k –коефіцієнт пропорційності. Незважаючи на високу точність і простоту, прямий кондуктометричний метод рідко застосовують в аналітичній практиці, оскільки електропровідність є сумою електропровідностей усіх іонів у розчині і будь-які незначні домішки спричинюють її суттєву зміну. Пряма кондуктометрія є ефективною для оцінки чистоти розчинників, загального сольового складу морських, річкових і мінеральних вод, знаходить широке застосування при автоматизації контролю різних неперервних хімічних виробництв. Кондуктометрію використовують для визначення концентрації розчинених солей у питних водах і водах для теплообмінного обладнання. Широко застосування набуло кондуктометричне титрування – метод аналізу, в якому точка еквівалентності фіксується за зміною електропровідності розчину. Під час титрування розчину одного електроліту стандартним розчином іншого протікають хімічні реакції між іонами, в результаті чого можуть утворюватись слабко іонізовані або малорозчинні сполуки. Протікання подібних реакцій призводить до зміни електропровідності розчину, яку можна використати для встановлення точки еквівалентності. Для кількісного визначення речовин методом кондуктометричного титрування використовують реакції кислотно-основної взаємодії і реакції осадження. Наприклад, під час титрування хлоридної кислоти лугом електропровідність розчину поступово зменшується, що обумовлено зв’язуванням сильно рухливих іонів Н+ у слабко іонізовану сполуку – воду. У точці еквівалентності електропровідність буде найменшою, оскільки електропровідність натрій хлориду значно нижча від електропровідності хлоридної кислоти. Кожна зайва крапля титранту після точки еквівалентності призводить знову до різкого підвищення електропровідності розчину вже за рахунок надлишку досить рухливих ОН- іонів. Якщо на вісі ординат відкласти електропровідність розчину (W*, а на вісі абсцис – об’єм доданого розчину лугу в см3, то отримаємо криву кондуктометричного титрування сильної кислоти лугом. Точка перегину на кривій дає точку еквівалентності. а б в Рис. Криві кондуктометричного титрування: а – титрування сильної кислоти лугом; б – титрування слабкої кислоти лугом; в – титрування арґентум нітрату барій хлоридом. Кондуктометричним титруванням визначають • суміші кислот у водному та водно-органічному середовищах, • численні катіони й аніони; • титруванням розчином ВаСl2 визначають сульфати, хромати, оксалати, карбонати, цитрати; • трилоном Б за різних значень рН аналізують суміші катіонів металів без попереднього їх розділення.
Спектральні методи аналізу в екологічних дослідженнях
1. Оптичні методи аналізу: класифікація і характеристика. 2. Спектрофотометричний аналіз об’єктів НПС. 3. Атомно-абсорбційний аналіз в екологічних дослідженнях. Рівень забруднення довкілля, а також проблема охорони НС є однією з найактуальніших проблем сучасності. Щоб визначити склад екологічних матеріалів широко використовують методи хімічного аналізу, фізико-хімічні, а в останній час – інструментальні фізичні методи, зокрема: атомно-адсорбційний аналіз, атомно-емісійний, рентгеноспектральний. Спектральний аналіз – це метод кількісного і якісного визначення складу речовини, оснований на отриманні і дослідженні спектрів взаємодії матерії з випромінюванням: спектри електромагнітного випромінювання, радіації, акустичних хвиль. При якісному спектральному аналізі порівнюють спектри досліджуваного зразка зі спектрами індивідуальних сполук; при кількісному аналізі – порівнюють інтенсивність спектральних ліній певного компоненту в досліджуваному і стандартному зразку. Переваги спектрального аналізу: висока чутливість і швидкість отримання результатів (визначення марки сталі методом спектрального аналізу може бути виконано за кілька десятків секунд*. Спектральний аналіз дозволяє визначити хімічний склад небесних тіл, які знаходяться на великій відстані від Землі. Вивчення спектрів допомогло вченим визначити не тільки хімічний склад небесних тіл, а й їх температуру. За зміщенням спектральних ліній можна визначити швидкість руху небесних тіл. Спектральні методи аналізу широко використовують для дослідження екологічних матеріалів – ґрунтів, аерозолів повітря, природних і стічних вод, промислових відходів. Однак, широкому застосуванню методів атомно-адсорбційного аналізу твердих матеріалів (ґрунтів, аерозолів повітря* перешкоджає необхідність переведення цих матеріалів у рідкий стан. Рентгеноспектральний аналіз дозволяє визначити хімічний склад твердих і рідких проб без попередньої їх підготовки.. Методи аналізу, що базуються на взаємодії речовин з електромагнітним випромінюванням відносять до оптичних методів. Електромагнітне випромінювання – це вид енергії, що характеризується довжиною хвилі λ, відносною енергією Е і частотою випромінювання υ. (Е=h∙υ=h•c/λ; h – стала Планка, 6,62•10-34Дж•сек, с – швидкість світла, 3•108 м/сек* Методи аналізу, що базуються на вимірюванні величини зменшення інтенсивності випромінювання, яке пройшло через речовину, що вибірково поглинає світло, називають абсорбційною спектроскопією (спектрофотометрією, фотометрією*. В основі фотометричного методу аналізу лежить вибіркове поглинання частинками (молекулами або іонами* речовини у розчині електромагнітного випромінювання, довжини хвиль якого відповідають видимій ділянці електромагнітного спектра. Характер поглинання залежить від природи речовини, на цьому базується якісний аналіз, а на залежності інтенсивності поглинання від концентрації речовини оснований кількісний фотометричний аналіз. В залежності від характеру поставленої задачі фотометричний аналіз проводять або фотоелектроколориметричним, або спектрометричним методами. Фотоелектроколориметрія – аналіз, оснований на вимі-рюванні інтенсивності поглинання не строго монохроматичного випромінювання видимої ділянки спектру (380-750 нм*. Дослідження проводять за допомогою фотоелектро-колориметрів. Випромінювання видимої частини спектру поглинають тільки забарвлені сполуки. Якщо досліджувані розчини не забарвлені, їх попередньо переводять у забарвлені сполуки шляхом фотометричних аналітичних реакцій. Спектрофотометрія – аналіз, оснований на вимірюванні інтенсивності поглинання монохроматичного випромінювання ультрафіолетової, видимої та інфрачервоної ділянки спектра. Такі вимірювання проводять за допомогою спектрофотометрів. (Ви́диме сві́тло – область спектру електромагнітних хвиль, що безпосередньо сприймається людським оком. Довжини хвиль від 380 (фіолетовий колір* до 750 (червоний колір* нм. Хвилі з довжиною меншою за 380 нм називають ультрафіолетовими, більшою за 750 нм – інфрачервоними.* Точність фотометричних методів залежить від індивідуальної особливості фотометричної реакції, апаратури, яку використовують, і може коливатися в широких межах. Зазвичай відносна похибка визначення цими методами складає 1–2 %. Спектрофотометрія точніший метод, ніж фотоелектроколори-метрія завдяки використанню монохроматичного випромінювання. Для забарвлених розчинів між ступенем поглинання монохро-матичного світла та інтенсивністю падаючого світла, концентрацією забарвленої речовини і товщиною шару існує залежність, яку математично відображає закон Бугера-Ламберта-Бера. Розчини однієї і тієї ж забарвленої речовини при однаковій концентрації цієї речовини і товщині шару розчину поглинають рівну кількість світлової енергії. де І – інтенсивність світлового потоку, який пройшов крізь розчин; І0 – інтенсивність падаючого світла; С – концентрація, моль/л; l – товщина шару, см; ε – молярний коефіцієнт (чисельно дорівнює оптичній густині 1М розчину, налитого в кювету довжиною 1 см*. Прологарифмувавши це рівняння отримаємо: Десятковий логарифм відношення інтенсивності падаючого світла до інтенсивності світла, що пройшло крізь розчин, називають оптичною густиною розчину (D*. або Оптична густина розчину прямо пропорційна концентрації розчину і товщині шару, через який проходить світловий потік. Залежність оптичної густини від концентрації забарвленої речовини виражається прямою, тангенс кута нахилу якої до осі концентрацій відповідає молярному коефіцієнту поглинання при l=1,0 см. Молярний коефіцієнт поглинання не залежить від концентрації. Він є мірою чутливості фотометричних реакцій. Чим більше значення коефіцієнта поглинання, тим більша чутливість визначення, тобто тим нижчу концентрацію досліджуваної речовини можна визначити. Світлофільтри для фотометрування обирають так, щоб максимум поглинання розчину відповідав максимуму пропускання світлофільтра. Колір досліджуваного розчину і відповідні їм світлофільтри Колір розчину Область максимального поглинання світлової енергії розчином, нм Колір світлофільтра Жовто-зелений 400-450 Фіолетовий Жовтий 450-480 Синій Оранжевий 480-490 Зелено-синій Червоний 490-500 Синьо-зелений Пурпуровий 500-560 Зелений Фіолетовий 560-575 Жовто-зелений Синій 575-590 Жовтий Зелено-синій 590-625 Оранжевий Синьо-зелений 625-700 Червоний Закон Бугера-Ламберта-Бера можна вважати строго встановленим; однак, на практиці можуть спостерігатися відхилення: • при розбавлянні концентрованих забарвлених розчинів електролітів (змінюється ступінь дисоціації їх* • вплив гідролізу, комплексоутворення, утворення проміжних продуктів • за неудосконалення вимірювальної системи • невірно вибрані умови роботи. Атомно-абсорбційна спектроскопія (ААС* ґрунтується на вимірюванні поглинальної здатності незбудженими атомами елемента характеристичного випромінювання. Атомна пара поглинає випромінювання з енергією, що відповідає енергії відповідних електронних переходів. Ці переходи, яким відповідають абсорбційні лінії, є типовими переходами атомів з основного стану у збуджений; переходи з одного збудженого стану в інший малоймовірні, тому відповідних ліній у спектрі практично немає. Полуменевий спектр абсорбції містить лише резонансні лінії атомів, які за своїм походженням пов’язані з переходами з основного незбудженого рівня на найближчий збуджений. (Найпоширенішими горючими сумішами є ацетилен-повітря (2200–2300°С*, ацетилен-оксид азоту (2700–2950°С*. Переваги полум’я як атомізатора: стабільність, невисока ціна, простота обслуговування. Головний недолік – невисока ефективність атомізації. В основу якісного аналізу покладено наявність сигналу абсорбції, який відповідає довжині хвилі абсорбційної лінії визначуваного елемента. Для кількісного аналізу метод ААС - один з найчутливіших і ефективних для одноелементного визначення більшості металів. Приклади атомно-абсорбційного визначення деяких елементів 1. Визначення концентрації міді Іони міді реагують із діетилкарбаматом натрію із утворенням коричневого нерозчинного у воді діетилкарбамата міді, який легко екстрагується хлороформом, забарвлюючи останній в жовто-коричневий колір. Інтенсивність забарвлення в широких межах пропорційна концентрації міді. Екстрагують утворену речовину із аміачних розчинів, що містять цитрат амонію та коплексон ІІІ, який маскує більшість металів, які також вступають у дану реакцію. Описаним методом можна виявити від 0,05 до 1 мг міді на 1 літр розчину. При використанні атомно-абсорбційного аналізу (ААА* вимірюють інтенсивність лінії 324,7 нм. Горючий газ – ацетилен, окисник – повітря. 2. Визначення концентрації свинцю Для виявлення свинцю отримують дитизонат свинцю, який має червоний колір. Дитизонат свинцю екстрагують при рН=8–9 в ціанідному середовищі, в якому маскується наявність більшості металів, які реагують із дитизоном. В 100 мл проби можна визначити свинець при концентрації 0,1–1 мг /л розчину. При використанні ААА вимірюють інтенсивність лінії 283,3 нм. Горючий газ – ацетилен, окисник – повітря. 3. Визначення концентрації цинку Цинк вступає у реакцію із дитизоном при рН=4–7 у цьому середовищі із дитизоном реагують також і мідь, кадмій, свинець, нікель, кобальт та інші метали. Щоб зменшити перешкоджаючий вплив даних металів екстракцію ведуть при рН=5 із тіосульфатом та ціанідом. Ціанід додають для зв’язування кадмію, кобальту, нікелю та паладію. В таких умовах із дитизоном реагує тільки олово (ІІ*. В обробленій пробі можна визначити 0,005 – 0,03 мг цинку на 1 літр розчину. При використанні атомно-абсорбційного аналізу вимірюють інтенсивність лінії 213,9 нм. Горючий газ – ацетилен, окисник – повітря. 4. Визначення концентрації нікелю Іони нікелю в аміачному буферному розчині в присутності сильного окисника вступають у реакцію із диметилгліоксимом із утворенням комплексної сполуки червоного кольору. Інтенсивність забарвлення пропорційна концентрації нікелю. Прямим способом можна визначити 0,2–5 мг нікелю на 1 літр розчину. При використанні атомно-абсорбційного аналізу вимірюють інтенсивність лінії 232,0 нм. Горючий газ – ацетилен, окисник – повітря. 5. Визначення концентрації кадмію Іони кадмію екстрагують розчином дитизону в із сильно лужних розчинів, що містять тартрат-іони. Інтенсивність забарвлення екстракту, що містить дитизонат кадмію червоного кольору, в певних межах пропорційна концентрації кадмію. Наведеним способом можна виявити 0,01–0,5 мг кадмію в 1 л розчину. При використанні атомно-абсорбційного аналізу вимірюють інтенсивність лінії 228,8 нм. Горючий газ – ацетилен, окисник – повітря. 6. Визначення концентрації ртуті Ртуть та її сполуки відносяться до надзвичайно токсичних речовин (1 клас небезпеки*. ГДК парів ртуті в повітрі робочої зони складає: максимально разова – 0,01 мг/м3. середньодобова – 0,0003 мг/м3 (ця величина відноситься також до повітря приміщень житлових будинків, шкіл, дитячих дошкільних і медичних установ, навчальних закладів*. ГДК ртуті у воді водних об'єктів господарсько-питного і культурно-побутового водокористування складає 0,0005 мг/дм3 (для неорганічних сполук*. ГДК ртуті у ґрунті – 2,1 мг/кг. Вміст загальної ртуті не повинен перевищувати (за даними різних авторів*: - у крові 25 (50*мкг/дм3 - у сечі 10 (25* мкг/дм3 - у волоссі 700 нг/г. Селективним методом визначення загального вмісту ртуті в об'єктах виробничого, навколишнього середовища і біологічних матеріалах служить метод атомно-абсорбційного аналізу (метод холодної пари*. Він має достатню чутливість, характеризується швидкістю і простотою. Сутність методу полягає у відновленні іонів ртуті в розчині до елементного стану, видуванні атомної пари ртуті із розчину, що аналізують, потоком повітря в фотометричну кювету та селективному поглинанні атомами ртуті випромінювання з довжиною хвилі 253,7 нм.
Біологічні методи аналізу і контролю в екологічних дослідженнях: біоіндикація і біотестування
Особливу роль в оцінці стану навколишнього середовища відіграють біологічні методи дослідження. Вони базуються на використанні тканин, органів, мікроорганізмів і навіть високоорганізованих організмів та цілих популяцій. Величезну роль при цьому відіграють методи біоіндикації і біотестування. Біоіндикація – метод визначення стану довкілля, ступеня забруднення навколишнього середовища за допомогою живих організмів. Використовуючи біоіндикацію можна здійснювати постійний контроль (моніторинг* якості та змін НС. Головна відмінність між фізичними або хімічними методами дослідження антропогенних факторів середовища та біоіндикацією полягає у тому, що перші дають абсолютні кількісні і якісні характеристики діючого фактора, але дозволяють лишень опосередковано стверджувати про його біологічний вплив, а за допомогою другого підходу можна отримати безпосередню інформацію про біологічні наслідки і визначити лише відносні кількісні і якісні параметри самого фактора. Поняття біоіндикація та біомоніторинг часто використовують як синоніми, хоча, за К. Еннс (Enns, 2001* між цими поняттями є відмінності. Біоіндикація – це метод, що на основі одноразових вимірів параметрів організму характеризує оточуюче середовище. Біомоніторинг протягом тривалого часу забезпечує інформацію про якісні і кількісні зміни факторів середовища існування. Біоіндикацію можна проводити на рівні молекул, клітин, органів, організмів, популяцій і навіть біоценозу. У більшості випадків визначають активність ферментів, (ферменти – органічні каталізатори білкової природи* оскільки вони мають високу чутливість і вибірковість дії. Активність цих біохімічних каталізаторів залежить від багатьох чинників: рН середовища, наявності окремих катіонів металів, що можуть збільшувати чи зменшувати їх активність, окисно-відновного потенціалу тощо. Вивчення ферментних реакцій має величезне значення при дослідженні та визначенні концентрацій мікроелементів, інших біологічно активних сполук. Їх активність може бути тестом при вивченні забруднення довкілля окремими речовинами, зокрема важкими металами, що діють як ферментні отрути. Використання біохімічних реакцій (молекулярний рівень індикації* зв’язаний з тим, що вони найбільш чутливі до впливу зовнішніх забруднювачів. За присутності останніх, наприклад, відбувається зменшення вмісту хлорофілу в мембранах хлоропластів рослин або знижується здатність фітопланктону до продукування кисню в процесі фотосинтезу. Це може служити індикаторною ознакою впливу на живу природу газуватих викидів підприємств або токсичних компонентів стічних вод. На фіксації морфологічних відхилень рослин від норми під дією забруднювачів базується біоіндикація на тканинному рівні. Ще в середині ХІХ століття бельгійські та англійські вчені описували факти ушкоджень рослин поблизу фабрик. До морфологічних відхилень вищих рослин відносять зміну забарвлення листя, пожовтіння, некроз (відмирання*, в’янення та опадання листя. Розроблено спеціальні шкали некрозів, що дозволяють оцінювати інтегральний ступінь забруднення даної місцевості. Біологічні системи, життєві функції котрих тісно корелюють з певними факторами середовища називають біоіндикаторами. Рослини-індикатори – це рослини, які виявляють реакції у відповідь на зміну оточуючого середовища зумовлену присутністю у повітрі однієї або декількох забруднюючих речовин. Ці реакції у відповідь можуть бути специфічними, що дозволяє проводити і кількісні вимірювання рівня забруднення, проте більшість з них не забезпечує достовірної ідентифікації полютанта, і для кількісного визначення в атмосфері забруднення необхідно залучати інші аналітичні методи. Рослини-монітори – це рослини, які здатні акумулювати (накопичувати* специфічні забрудники повітря. Через деякий час акумульовані речовини-забрудники визначають в пробах рослин фізико-хімічними методами. Іноді одні і ті ж види рослин можуть бути і індикаторами, і моніторами певних забруднюючих сполук, наприклад тюльпан та гладіолус для фтористого водню. Ці ж види мають характерну реакцію на гостру та хронічну дію фтороводню, котра залежить від його концентрації та часу експозиції. При тривалій дії фтороводню, в тканинах рослини накопичується фтор, що викликає гостре ураження (некроз верхівки листя та тканин, що знаходяться між прожилками листя*. Некроз кінчиків та країв листків берези є типовим симптомом ураження широколистяних рослин фтороводню. Спочатку поверхня листя змінює колір на тьмяний сіро-зелений, ніби змочена водою, а потім на різні відтінки коричневого. Некротична тканина може відділятися від непошкодженої вузькою червоно-коричневою смужкою, що утворюється в результаті відкладення смоли та таніну. Некротичні тканини часто ламаються та відпадають. Індикаторні рослини можуть використовувати як для виявлення окремих забруднювачів повітря, так і для оцінки загального якісного стану природного середовища. Фітотоксична дія атмосферних забрудників виявляється шляхом спостереження за дикорослими і культурними рослинами, що ростуть в зоні забруднення. В ході спостережень перш за все необхідно виключити можливість пошкодження рослин біотичними або ж абіотичними факторами, не пов’язаними з забрудненням навколишнього середовища. Слід зазначити, що рослини якогось одного виду можуть виявитися стійкими до дії того чи іншого забрудника. В зв’язку з цим загальний якісний стан природного середовища неможливо охарактеризувати шляхом вивчення тільки одного виду. За допомогою біоіндикації на рівні одного виду, можливо втановити специфічну дію якогось одного забрудника. При використанні методів біоіндикації для оцінки рівня забруднення атмосферного повітря надзвичайно важливо дотримуватися таких умов: • вплив повинен призводити до помітної реакції рослини на забруднення повітря; • ефекти впливу повинні добре відтворюватися, • ефекти впливу повинні характеризуватися специфічними симптомами; • рослини повинні бути дуже чутливими навіть до надзвичайно низьких концентрацій забруднюючих повітря речовин; • рослини повинні добре рости і бути стійкими до захворювань. При виборі рослин було б надзвичайно корисно, щоб ефект впливу на рослину-індикатор або рослину-монітор був репрезентативним (репрезентативність – здатність вибіркової сукупності відтворювати основні характеристики генеральної сукупності* і для інших видів рослин, що мають господарське значення (сільськогосподарські та садові культури, ліси і т. д.*. Для біоіндикаційного дослідження ефектів забруднення повітря придатні як дикорослі, так і культурні види рослин. Проте різниця в складі грунтів, ґрунтових вод та інші фактори (включаючи кліматичні* можуть вплинути на ефекти впливу забруднення повітря, що спостерігаються в різних районах. Через це доцільно вибирати такі індикаторні або акумулючі види рослин, умови зростання яких найбільш близькі. До теперішнього часу з цією метою звичайно використовувались вищі рослини. Морфологічні індикатори на основі лишайників знайшли застосування в системі екологічного моніторингу багатьох країн. Прикладом є звичайний крес-салат і тютюн сорту BEL W3, який вивели спеціально для моніторингу вмісту озону в промислових регіонах. Навіть малі дози озону в атмосфері викликають на листі цього тютюну некротичні плями. Для порівняння поруч з біотестом висаджують озоностійкий сорт тютюну. Крес-салат, вирощений у чашках Петрі, служить гарним тестом на забруднення ґрунту і води. Біологічними параметрами є довжина проростків і корінців, загальна маса рослин у порівнянні з контрольними. Якщо розглядати найбільш важливі забруднюючі речовини повітря з точки зору їх потенційної небезпеки для рослинності, то провідну роль тут займе SO2, завдяки своєму широкому розповсюдженню в долвкіллі й своїй потенційній фітотоксичності. Для гострого ураження дводольних трав’янистих рослин та листяних дерев типовим є поява некротичних ділянок, в основному між прожилками листка, іноді – у рослин з вузькими листками – на кінчиках листків та на краях. Некротичні ураження помітні з обох сторін листка. Порушені частини тканини виглядають спочатку сірувато-зеленими, ніби змочені водою, проте потім стають сухими та змінюють колір на коричнево-червоний. Реакція рослин на підвищений вміст SO2 в атмосфері. Рослини Реакція Малина і ожина Міжжилкове знебарвлення листків з побурінням Орляк звичайний Червонуватий некроз по краях листя Ясен американський Значне знебарвлення листя між прожилками Сосна звичайна Побуріння кінчиків голок хвоїнок Ялина європейська Хвоя буріє і опадає Дослідження, проведені американськими ученими дозволили встановити, що для багатьох видів рослин (соя, редиска, помідори, овес* дія суміші SO2 і NO2 призводить до синергізму, (синергізм – спільна дія* викликаючи ураження листя рослин. Найбільш ефективним біохімічним методом оцінки можливої небезпеки джерел забруднення для водної флори та фауни є біотестування. Під біотестуванням розуміють прийоми досліджень, при яких про якість навколишнього середовища судять за виживанням, станом і поведінкою спеціально розміщених у це середовище організмів. Відомий приклад біотестування, заснований на використанні канарейок для індикації появи рудного газу в гірських розробках. Поведінка птаха або його загибель сповіщає шахтарів про небезпеку. Багато організмів здатні акумулювати (накопичувати* хімічні забруднення більше їхнього природного вмісту у воді і грунті без порушень. Така здатність тест-організмів виявилася корисною в якості індикаторної ознаки забруднення навколишнього середовища. Цей прийом біотестування застосовують при дослідженні процесів міграції токсичних речовин у навколишньому середовищі. Для оцінки забруднення природних вод кадмієм можна використовувати результати аналізу його вмісту у водоростях, у жирових тканинах морських ссавців; нікелем – в устрицях. Вміст ртуті в грунтах регіону зручно відстежувати за нагромадженням токсиканта в капусті, галогенідів – за голками сосни, у лишайниках. Нарешті, кращий індикатор забруднення автострад свинцем і кадмієм – подорожник, що росте уздовж них. В останні десятиліття в багатьох країнах біотестування стало загальновизнаним прийомом в системі контролю забруднення водного середовища токсичними речовинами. Біотестування вже стало обов’язковим елементом системи контролю забруднення водних об’єктів токсичними речовинами. На основі вивчення особливостей реагування гідробіонтів різних екологічних і систематичних груп на вплив токсичних компонентів промислових, міських і сільськогосподарських стічних вод (фенолів, аміно- та нітросполук, важких металів, нафтопродуктів, синтетичних поверхнево активних речовин (СПАР* та інших* розроблена велика кількість методів біотестування. Як тест-об’єкти використані: бактерії, гриби і актиноміцети, водорості, найпростіші, безхребетні, риби. У методах біотестування з використанням бактерій реєструють інтенсивність розмноження клітин, біолюмінісценція, активність окислювальних ферментів бактерій активного мулу. У біотесті з використанням пліснявих грибів і актиноміцетів реєструють ростову реакцію тест-об’єктів. У біотестах на водоростях використовують різні реакції: інтенсивність розмноження клітин, фотосинтетична активність клітин, здатність клітин до диференційованого фарбування. У методах з використанням найпростіших реєструють інтенсивність розмноження, рухову активність, морфологічні зміни тіла. У біотестах на дафніях враховують виживання, плодючість, інтенсивність дихання і серцебиття. У методах з використанням інших безхребетних реєструються регенерація підошви гідри, зміни поведінки медичної п’явки, морського гребінця. У риб як тест-функції використовують виживання, поведінкові реакції, рухова активність, інтенсивність серцебиття і дихання, здатність до зміни пігментації шкіряних покривів. У останні роки розроблені численні нові методи для оцінки присутності токсикантів у природних і стічних водах і їх біологічної дії. Ці тести пов’язані з ембріологічними спостереженнями над ікрою риб, жаб, молюсків. Основні методи, що рекомендуються для першочергового застосування в контролі стічних вод і перспективні для оцінки рівня забруднення природних вод наведені в таблиці. Таблиця Перелік методів біотестування, які рекомендують для першочергового застосування в контролі якості вод Назва методу заснованого на реєстрації параметрів Область застосування в контролі вод Виживання та плодючість рачка Dарhnіа mаgnа Стічні і природні води Рухова активність виживання та темп росту інфузорій Стічні і природні води Рівень загальної і уповільненої флуоресценції водоростей Стічні і природні води Ростова реакція бактерій Природні води Виживання і регенерація у гідри Природні води Метод біотестування з використанням рачка Dарhnіа mаgnа рекомендований як першочерговий для контролю стічних вод у сталому режимі і виявлення потенційно небезпечних джерел забруднення водних об’єктів токсичними речовинами. Дафнія, як живий організм, відповідає цілому ряду умов, які висувають до тест-об’єкта: доступність, швидкість отримання в масовій кількості і простота лабораторного культивування, невеликий, і в той же час достатній розмір тварини. До токсичних речовин молодь дафній більш чутлива, ніж дорослі особини, тому як тест-об’єкт рекомендовано використовувати молодь дафній у віці менше ніж 24 години. Біотестування природних вод має ряд відмінностей від простого біотестування стоку чи окремої хімічної сполуки, оскільки треба врахувати більше екологічних факторів і хімічних сполук. При біотестуванні природних вод вирішуються дві задачі: 1* отримання систематичної інформацію про можливу токсичність води і донних відкладів водойми та її конкретних ділянок; 2* отримання експрес-інформації про токсичність окремих проб або токсичне забруднення водойми чи її окремої ділянки в зв’язку з аварійною ситуацією. При контролі забруднення водного середовища біотестування може забезпечити вирішення низки задач: • проведення токсикологічної оцінки промислових і міських стічних вод при сталому режимі скидання їх у водні об’єкти • контроль аварійних та інших залпових скидів високотоксичних стічних вод; • проведення оцінки міри токсичності стічних вод для проектування локальних очисних споруд; • контроль токсичності стічних вод, що подаються на біологічні очисні споруди, з метою попередження надходження токсичних для біоценозу активного мулу забруднюючих речовин; • визначення рівнів безпечного розбавляння стічних вод для гідробіонтів по сумарній дії речовин, що скидаються і встановленні гранично допустимих скидів (ГДС* речовин, що надходять у водні об’єкти зі стічними водами.
Лабораторні
Лабораторне заняття 9 Визначення концентрації іонів NН4+ у природних водах за допомогою тест-методу Нітроген є основним компонентом живих організмів. У природі постійно відбувається кругообіг сполук нітрогену за участю численних процесів, як у живій природі так і в неживій. Найпоширенішими джерелами забруднення природних вод амоніаком є тваринницькі ферми, нітратами – поверхневі води з полів та стічні води хімічних виробництв. Вони спричинюють бурхливий розвиток синьо-зелених водоростей і порушення функціонування водних екосистем. Визначення NH4+ Метод базується на утворенні комплексної сполуки червоно-коричневого кольору під час взаємодії йона амонію чи амоніаку з реактивом Несслера: NH4+ +2HgI4- +2OH- →I2Hg2NH2I(т*+5І-+2Н2О -напівкількісний метод: Наливають у пробірку 10 см3 води, яку аналізують. Додають 0,3 см3 50%- го розчину сегнетової солі, що запобігає появі білого осаду гідроксиду магнію, який перешкоджає аналізу (йони магнію завжди містяться у воді в невеликих кількостях*. Додають 0,5 см3 реактиву Несслера. Залишають пробірку в штативі на 10 хв. За табл. 1 визначають вміст амоніаку у воді. Таблиця 1 Шкала для визначення амоніаку у воді Забарвлення Масова концентрація амоніаку, мг/дм3 При розгляданні збоку При розгляданні зверху Немає Немає 0,04 Немає Ледь помітне 0,08 Ледь помітне Світло-жовте 0,2 Світло-жовте Жовтувате 0,4 Світло-жовте Світло-жовте 0,8 Світло-жовте Жовте 2,0 Жовте Інтенсивно жовто-буре 4,0
Лабораторне заняття 10 Визначення концентрації іонів NО2- у природних водах за допомогою тест-методу Нітрити визначають фотометричним методом за допомогою реактиву Грісса (суміш сульфанілової кислоти і α-нафтиламіну*. Нітрити – нестійкі сполуки, тому їх або визначають одразу після відбору проб води, або консервують додаванням 1 см3 концентрованої Н2SO4 або 2÷4 см3 хлороформу на 1 дм3 проби, можна також охолоджувати пробу води до 3÷4°С. У кислому розчині нітрити взаємодіють з первинними амінами з утворенням солей диафонію. При подальшому їх сполученні з ароматичними сполуками, що містять амінні та гідроксогрупи, утворюється азобарвник, концентрацію якого визначають фотометричним методом. Для визначення нітрит-іонів у водах запропоновано метод, який ґрунтується на діазотуванні сульфанілової кислоти наявними в пробах води нітратами і взаємодію утвореної солі диафонію з α-нафтиламіном, що призводить до утворення червоно-фіолетового барвника. Визначення нітрит-іонів (NО2-* -напівкількісний метод: Наливають у пробірку 10 см3 води, яку аналізують. Додають 0,5 см3 10% розчину ацетатної кислоти та невелику кількість сухого реактиву Грісса. Нагрівають суміш на водяній бані за температури 60÷70ºС упродовж 5 хв. За табл.1 визначають вміст у воді нітрит-іонів. Таблиця 1 Визначення вмісту нітритів за забарвленням розчину Забарвлення Масова концентрація нітритів, мг/дм3 При розгляданні збоку При розгляданні зверху Немає Немає 0,001 Ледь помітне рожеве Помітне рожеве 0,002 Дуже світле рожеве Блідо-рожеве 0,004 Блідо-рожеве Світло-рожеве 0,02 Світло-рожеве Рожеве 0,03 Рожеве Світло-червоне 0,04 Яскраво-червоне Червоне 0,07 Червоне Яскраво-червоне 0,4
Лабораторне заняття 11 Визначення концентрації іонів NО3- у природних водах за допомогою тест-методу Визначення проводять саліциловим методом. Саліцилова кислота в присутності нітратів у кислому середовищі переходить у нітропохідні феноли, які утворюють з лугом сполуки, забарвлені у жовтий колір. Колориметрування проводиться за допомогою шкали сумішей калій дихромату і кобальт хлориду, що імітують забарвлення нітрофенолів. Реактиви. 1. 0,01 н розчин калій дихромату 2. 1 % розчин кобальт хлориду 3. 10 % розчин саліцилової кислоти 4. 30 % розчин натрій гідроксиду 5. концентрована сульфатна кислота (густина 1,84 г/см3* Хід визначення Відбирають 1 см3 досліджуваної води, випаровують досуха у фарфоровій чашці на водяній бані, не допускаючи прожарювання (за рН води нижче 7 воду слід підлужнити*. Після охолодження, до сухого залишку додають 3 краплі розчину саліцилової кислоти і 0,5 см3 сульфатної кислоти густиною 1,84 г/см3. Сухий залишок старанно розтирають скляною паличкою по всій поверхні випаруваного залишку. Після 5-хвилинного стояння проби додають до неї 5 см3 дистильованої води і 3 см3 натрій гідроксиду. Вміст чашки ретельно перемішують, потім переносять до пробірки з міткою на 10 см3, після чого доливають до позначки дистильованою водою і знову перемішують. Отриманий розчин порівнюють зі стандартним. Приготування стандартної шкали В мірні колби ємністю 50 см3 вносять 0,01н розчину калій дихромату і 1 % розчину кобальт хлориду у кількостях, вказаних у табл., після чого доливають до позначки дистильованою водою. Шкала для визначення нітратного азоту. 0,01н К2CrО4, см3 1 % СоСl2, см3 Відповідає за забарвленням к-сті нітратів, мг/л 0.87 1.75 2.25 3.00 3.75 6.00 9.00 11.00 16.50 20.00 24.00 0.25 0.50 0.50 0.50 0.75 0.75 1.00 1.00 - - - 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 2.0 3.0 4.0 6.0 8.0 10.0 Отримані стандартні розчини розливають у пробірки з позначкою 10 см3 і закорковують. Порівняння отриманого забарвлення проводять, дивлячись на пробірку зверху вниз. Стандартна шкала стійка протягом 2-х місяців. При вмісті хлоридів більше 100 мг/л і концентрації нітратів більше 1мг/л рекомендується перед випаровуванням застосовувати розведенні проби.
Лабораторне заняття 12 Визначення хлорид-іонів у природних водах за допомогою тест-методу Хлорид-іони зумовлюють солоність морської та океанічної води, а також солоних озер; у прісних водоймах хлориди за концентрацією посідають третє місце після гідрокарбонат- і сульфат-іонів. Вміст іонів Сl- у питній воді регламентується і не повинен перевищувати 350 мг/дм3. Мінеральні води часто збагачені хлоридами, зокрема, концентрація їх у цілющій Миргородській досягає 1000÷2500 мг/дм3. Вміст хлоридів у водах – важлива екологічна характеристика, оскільки різні види пристосовані до життя у воді з певною солоністю. Більшість рослин (крім галофітів – рослин переважно прибережних зон морів і океанів* зазнає стресу і гине вразі підвищення солоності ґрунтових вод (хоча картоплю, коли висота стебла сягає 20 см, рекомендують для підвищення врожайності один раз полити розчином кухонної солі – 800 г на відро води * Найчастіше хлориди визначають титриметричним методом Мора, який базується на осадженні хлорид-іонів розчином нітрату аргентуму АgNО3 за наявності хромату калію К2СrО4 як індикатора. Під час титрування АgNО3 спочатку утворюється осад АgСl білого кольору. Коли всі хлорид-іони будуть осаджені, при подальшому додаванні АgNО3 утворюється цегляно-червоний осад хромату аргентуму Аg2СrО4: NаСl + АgNО3 = NаNО3 + АgСl↓; К2СrО4 + 2АgNО3 = 2КNО3+ Аg2СrО4↓. Визначенню хлоридів перешкоджають: колір і каламутність води, ціаніди, сульфіти, тіосульфати, катіони Феруму, а також фосфати в концентраціях понад 25 мг/дм3, оскільки вони осаджуються у вигляді аргентум фосфату. Відміряють 10 см3 досліджуваної води і переносять у пробірку. Додають чотири краплі 0,1 % розчину AgNO3 і чотири краплі нітратної кислоти та добре перемішують. Вміст хлоридів (мг/дм3*визначають за такою таблицею 1. Таблиця 1 Визначення вмісту хлорид-іонів Зовнішній вигляд Масова концентрація нітритів, мг/дм3 Слабке помутніння до 10 Сильне помутніння від 10 до 50 Поява осаду від 50 до 100 Утворення сильного осаду >100
Лабораторне заняття 13 Визначення Феруму у природних водах за допомогою тест-методу Ферум– другий за поширеністю метал у земній корі, тому у водойми він потрапляє з материнської породи та ґрунту. Значні кількості Феруму (ll* в підземних водах. Антропогенними джерелами Феруму в довкіллі є металургійні заводи, кар’єри, де видобувають залізні руди, ТЕС, сміттєспалювальні заводи. Ферум необхідний для життєдіяльності живих організмів; переважна кількість його входить до складу гемоглобіну. У питній воді ГДК Феруму не має перевищувати 0,3 мг/дм3. Хід визначення У пробірку наливають 10 см3 аналізованої води, додають 2 краплі концентрованого розчину хлоридної або сульфатної кислоти, 1÷2 краплі розчину гідроген пероксиду. Після перемішування додають 0,2 см3 (4 краплі* розчину амоній або калій роданіду. Користуючись табл.1 визначають вміст Феруму (ІІІ*. Таблиця 1 Визначення вмісту Феруму (ІІІ* за забарвленням розчину Забарвлення Вміст Fе(ІІІ*, мг/дм3 При розгляданні збоку При розгляданні зверху Немає Немає <0,05 Ледь помітне жовтувато-рожеве Дуже слабке жовтувато-рожеве 0,1 Дуже слабке жовтувато-рожеве Слабке жовтувато-рожеве 0,25 Слабке жовтувато-рожеве Жовтувато-рожеве 0,5 Світле жовтувато-рожеве Сильне жовтувато-рожеве 1,0 Сильне жовтувато-рожеве Жовтувато-рожеве 2,0 Світле жовтувато-червоне Яскраво-червоне 5,0
Лабораторне заняття 16 Оцінка ступеня забруднення поверхневих водних об’єктів нітратами фотоколориметричним методом У сульфатному середовищі нітрат-іони утворюють з саліцилатам натрію суміш 3- та 5-нітросаліцилових кислот, солі яких у лужному середовищі мають жовте забарвлення. Чутливість фотометричного визначення за цією реакцією становить 0,1 мг/дм3 NО3-. Хід визначення До 10 см3 досліджуваної води додають 1 см3 свіжоприготованого 0,5 %-го розчину натрій саліцилату і випаровують досуха у фарфоровій чашці на водяній бані. Після охолодження, до сухого залишку додають 1 см3 концентрованої сульфатної кислоти. Сухий залишок розтирають паличкою по усій поверхні випаруваного залишку і залишають на 5÷10 хв. Потім додають 5 см3 дистильованої води. Вміст чашки ретельно перемішують, кількісно переносять у вимірювальну колбу на 50 см3 і додають 7 см3 натрій гідроксиду. Після охолодження доводять об’єм дистильованою водою до позначки, добре перемішують і вимірюють її оптичну густину при довжині хвилі 410 нм у кюветі з товщиною шару, оптична густина якого не перевищувала б 1,5. Розчин порівняння – дистильована вода. Від визначених значень оптичної густини віднімають оптичну густину контрольної проби, приготовленої таким самим способом з дистильованою водою. За градуювальним графіком визначають вміст нітрат-іонів. Для побудови градуювального графіка готують стандартні розчини, які містять 0; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05;0,10 та 0,20 мг NО3-. Для цього відбирають 0; 0,5; 1,0…20,0 см3 стандартного розчину калій нітрату з концентрацією 0,01 мг/дм3 NО3- і доводять дистильованою водою або випарюють приблизно до 10 см3. Далі діють як зазначено вище, і будують градуювальний графік у координатах: оптична густина –кількість NО3-, мг. Масову концентрацію нітрат-іонів Сх або молярну концентрацію Су обчислюють за формулами: мг/дм3; ммоль/дм3; де а – кількість нітрат-іонів, визначена за градуювальним графіком, мг; V –об’єм проби води, см3; М – молярна маса еквівалента NО3-, М(NО3-*=62,00.
Тести
1. Фізико-хімічні методи аналізу поділяють на:
а* електрохімічні, оптичні, кінетичні;
б* хроматографічні, радіометричні;
в* електрохімічні, оптичні, хроматографічні, йодометричні, кінетичні;
г* правильна відповідь «а» і «б»;
2. Електрохімічні методи аналізу базуються на:
а* вимірюванні електрохімічних властивостей систем;
б* вимірюванні оптичних властивостей речовин;
в* зростанні здатності різних речовин до сорбції;
г* вимірювання залежності швидкості реакції від концентрації визначуваної речовини.
3. Електрохімічні методи аналізу класифікують так:
а* е/х метод аналізу на основі рівняння Нернста і вимірювань потенціалів електродів за відсутності струму;
б* е/х метод аналізу на основі дослідження залежності струму в електролітичній комірці від потенціалу;
в* е/х метод аналізу на основі залежності між кількістю речовини, яка вступила в електрохімічну реакцію, і кількістю електрики, яка зумовила цю реакцію;
г* всі відповіді вірні.
4. У методі прямої потенціометрії вимірюють:
а*радіоактивність речовин;
б* електродний потенціал;
в* концентрацію окисника;
г* концентрацію відновника
5. При потенціометричному титруванні потенціал індикаторного електроду змінюється залежно від:
а* рН розчину;
б* кількості доданого титранта;
в* об’єму досліджуваного розчину;
г* концентрацію катіонів натрію, калію, кальцію, магнію, купруму в ґрунтах
6. В потенціометричному титруванні використовують реакції:
а* кислотно-основні (протолітометрія*;
б* окисно-відновні;
в* осаджувальні;
г*всі відповіді правильні
7. Вольтамперометрія – це сукупність методів аналізу, які ґрунтуються на дослідженнях закономірностей протікання електрохімічних процесів окиснення та відновлення речовин на електродах, занурених у:
а* електроліт;
б*буферний розчин;
в* досліджуваний розчин;
г* розчин водних витяжок;
8. Полярографічний метод оснований на:
а* отриманні полярограм;
б* отриманні кривих титрування;
в* вимірюванні потенціалу по відношенню до електроду порівняння;
г* визначенні стрибка потенціалу.
9. Амперометричне титрування (дає змогу визначати аніони, для яких немає точних і швидких титриметричних методів) – зміна струму при:
а* зміні концентрації аніонів;
б* зміні концентрації іонів важких металів;
в* зміні концентрації електроактивної речовини під час титрування;
г* зміні рН середовища.
10. Кулонометрія поєднує методи аналізу, засновані на:
а* вимірюванні кількості електрики, витраченої під час електродної реакції;
б* вимірюванні електродного потенціалу індикаторного електроду;
в* вимірюванні концентрації визначуваних іонів;
г* вимірюванні потенціалу півхвилі.