تقدير الكلور في الماء Chlorine, Free and Total

DPD Method

المقدمة:

يستخدم الكلور Chlorine في كثير من الاحيات في معالجة مياه الشرب والمياه العادمة. في البداية كان يستخدم الـ Chlorine في التطبيقات الصناعية وفي التحكم برائحة مياه المجاري والمياه العادمة وكان ذلك في مطلع العام 1800. استخدم بعدها لاحقا الـ Chlorine في تعقيم المياه وكان ذلك في منتصف 1800. ويستخدم الـ Chlorine في الصناعة في تبييض الورق والتحكم في اضرار الكائنات الحية في ابراج التبريد.

حمض الهيبوكلوريك والهيبوكلوروز يتكونان عند اضافة الـ Chlorine الى الماء والأثر التعقيمي وكذلك الفعل التبيضي يرجع لحمض الهيبوكلوروز.

ويتاثر الكلور بالعديد من المتغيرات مثل درجة الحموضة PH ودرجة الحرارة وكمية المواد العضوية  او الامونياء والنيتروجين واشكال اخرى للكلور في الماء ربما تشمل ايونات الهيبوكلورات (OCl-) وامينات الكلور. الكلور الموجود بالماء كحمض الهيبوكلوروز او ايون الهيبوكلوريت يعرف بـ الكلور الحر.

امينات الكلور والتي تشمل  monochloramine (NH2Cl), dichloramine (NHCl2), nitrogen trichloride (NCl3) تعرف بـ الكلور المتحد Combined available chlorine. المجموع الكلي للكلور عبارة عن حاصل جمع الكلور الحر والكلور المتحد.

طرق تقدير الكلور الحر والمتحد ومجموع الكلور تشمل:-

 amperometric titration المعايرة الامبيرية

colorimetric DPD التقدير اللوني

titrimetric DPD المعايرة

iodimetric titration 

الطرق الاكثر استخداما على نطاق واسع هي Colorimetric DPD وذلك لسهولة القيام بها وتتطلب القليل من الاجهزة بالاضافه الى انها غير مكلفة وتناسب ظروف العمل.

و DPD هي اختصار للمركب (N,N-diethyl-p-phenylenediamine) والذي يتاكسد بواسطة الكلور مما ينتج عنه لون احمر ارجواني magenta color. وتتناسب كثافة اللون طرديا مع تركيز الكلور في العينة.

ويتفاعل DPD بنفس الطريقة مع العوامل المؤكسدة الاخرى والتي تشمل التالي: 

التفاعلات الكيميائية Chemical Reaction 

الكلور الحر Free Chlorine 

يقوم كلا من حامض الهيبوكلوروز وايون الهيبوكلوريت باكسدة DPD مما يتسبب في ظهور اللون الارجواني. ويعتمد التفاعل على الـ  PH درجة الحموضة. وفي الغالب يعبا كاشف الـDPD مع منظم مناسب BUFFER معا في اكياس تستخدم للكشف عن الكلور وتعرف بـ DPD Free Chlorine Reagent Powder Pillows وهي لا تحدث اي ترسيب لانها مقاومة للمستويات العالية لعسر الماء.

الكلور الكلي Total Chlorine

يضاف يوديد البوتاسيوم Potassium iodide للتفاعل وذلك لتقدير الكلور المتحد بشكل المجموع الكلي للكلور. حيث تؤكسد الـ Chloramines الى الايوديد iodine بعد ذلك يتفاعل اليود المتحرر مع DPD ليشكل اللون الارجواني.

في الغالب ياتي كاشف الـ Chlorine عبارة عن (DPD + potassium iodide + buffer).

أكمل القراءه

تحضير أهم الكواشف الموجودة في معمل الكيمياء

الفا نافثول :

يضاف ( 20 جم ) من الفا نافثول الى لتر من الكحول الايثيلي 90%

محلول اليود :

يذاب ( 20 جم) من يوديد البوتاسيوم في ( 30 مل) ماء مقطر ثم يضاف ( 12.7مل) من اليود النقي ويكمل بالماء المقطر الى لتر مع التحريك

محلول اليود الكحولي :

يذاب (6جم) يود في (500 مل ) كحول ايثيلي تركيزة 95%

يذاب (30 جم ) كلوريد الزئبقيك في (500مل) كحول ايثيلي تركيزة 95%

يضاف 1 الى 2 ويخلط جيدا ويوضع في عبوة محكمة الاغلاق

ماء البروم:

ضع ( 11 مل) من البروم مع لتر من الماء المقطر

محلول فهلنج أ :

يذاب 34.6 جم من كبريتات النحاس في  500 مل ماء مقطر

محلول فهلنج ب :

يذاب 173 جم من ملح روشيل "طرطرات  صوديوم بوتاسيوم" مع 52 جم هيدروكسيد صوديوم في 500 مل ماء مقطر

ملاحظة / في غياب ملح روشيل فإن محلول الطرطرات يستبدل بالاتي : بـ 121 جم من هيدروكسيد الصوديوم و 39.1 جم حمض طرطريك مذاب في 400مل ماء مقطر ثم يستكمل المحلول الى 500مل

محلول النشاء :

يخلط 2جم من النشاء مع قليل من الماء البارد ونحركة حتى نحصل على عجينة رخوة , نضيف 150 مل ماء مغلي ونستمر في الغليان لمدة (5-10دقائق) يترك المحلول ليبرد ثم نفصل المحلول الرائق

دليل الفينولفثالين phph :

يضاف 2 جم من الفينولفثالين الى 600مل كحول ايثيلى ويكمل بالماء المقطر الى لتر

دليل الميثيل البرتقالي :

يذاب 1 جم من الميثيل البرتقالي في قليل من الكحول الايثيلي ثم يكمل الى لتر بالكحول المخفف بالماء المقطر ( بنسبة 1:1)

دليل الميثيل الاحمر :

يذاب 1جم من الميثيل الاحمر في لتر من الماء الساخن أو يذاب 1جم منه في 600 كحول ايثيلي ويكمل الى لتر بالماء المقطر

البوراكس :

اضف ( 5 جم) من تترا بورات الصوديوم"البوراكس" الى لتر من الماء المقطر

كربونات الصوديوم  :

يذاب ( 106 جم ) منه في لتر ماء مقطر

بيكربونات الصوديوم :

يذاب ( 286  جم ) منه في لتر ماء مقطر

محلول نسلر :

يذاب 50 جم من يوديد البوتاسيوم في 50 مل ماء مقطر.

يضاف بالتدريج محلول مشبع من كلوريد الزئبقيك ( 60 جم/ لتر ماء مقطر ) مع الاستمرار في التقليب حتى بتكون راسب واضح.

يضاف 400مل فقط من محلول هيدروكسيد كالسيوم المحضر باضا فة ( 248 جم ) من هبدروكسيد الكالسيوم الى 500 مل ماء مقطر.

يكمل المحلول الى لتر بالماء المقطر ويوضع في زجاجة قاتمة اللون ويترك لمدة يوم قبل الاستخدام.

الفا نافثول :

يضاف ( 20 جم ) من الفا نافثول الى لتر من الكحول الايثيلي 90%

بيتا نافثول :

يضاف ( 10 جم) بيتا نافثول الى لتر من محلول هيدروكسيد الصوديوم 20

كاشف دينجز 1 :

يضاف (20 مل) من حمض الكبريتيك بحرص الى (100 مل ) ماء ثم يذاب فيه (5 جم ) من أكسيد الزئبقيك الاحمر

كاشف دينجز 2 :

يذاب ( 20 جم) من برمنجنات البوتاسيوم في لتر ماء مقطر

كاشف ثنائي ميثيل جليكوزيم :

يضاف ( 12جم) منه الى لتر كحول  ايثيلي 95%

كاشف ثنائي فينيل امين :

يضاف 1 جم من داي فينيل امين الى 100 مل حمض كبريتيك مركز

كاشف بارا فويد :

يذاب 33 جم من خلات النحاس في 500 مل من حمض الخليك 1%

كاشف بندكت :

يذاب 10 جم من سترات الصوديوم مع( 8 جم) كربونات صوديوم في 50 مل ماء مقطر ساخن

يذاب ( 1 جم) من كبريتات النحاس في( 10 مل) ماء مقطر

يضاق ب الى أ بالتدريج مع التحريك واذا لم يكن المحلول رائقا يرشح

كاشف برمنجنات البوتاسيوم :

يذاب 9.6 منه في لتر من الماء المقطر ويرشح

يوديد البوتاسيوم :

يذاب (166جم ) منه في لتر ماء  مقطر

كاشف الريزور سينول :

يذاب 8 جم منه في 400 جم من حمض الكبريتيك المخفف 10%

كاشف السلفانوف :

يضاف (100 مل) من حمض الهيدروكلوريك المخفف 10% الى 900مل من ماء مقطر ثم يضاف ( 0.5 جم) من الريزور سينول

نترات الفضة :

يذاب ( 107 جم) من نترات الفضة في لتر ماء مقطر

نترات الفضة النشادرية :

يذاب 50 جم من نترات الفضة في 500 مل ماء مقطر ثم يضاف هيدروكسيد الامونبوم المركز نقطة نقطة حتى يصبح المحلول رائقا

نيترو بروسيد الصوديوم :

يذاب 107 جم منه في لتر من الماء المقطر

حديدي سيانيد البوتاسيوم :

يضاف ( 52جم) منه الى ( 500 مل ) ماء مقطر

حديدو سيانيد البوتاسيوم :

يضاف (550 جم ) منه الى (500 مل ) ماء مقطر

كربونات الامونيوم :

يذاب ( 80 جم ) منه في ( 150 مل ) من هيدروكسيد الامونيوم المركز ثم يضاف ( 860 مل ) ماء مقطر ويحكم اغلاق العبوة. 

كبريتات الامونيوم :

يذاب ( 132 جم ) منه في لتر ماء مقطر.

اكسالات الامونيوم :

يذاب ( 35 جم ) منه في لتر ماء مقطر

ثيو سيانات الامونيوم :

يذاب ( 76 جم ) منه في لتر ماء مقطر.

موليبيدات الامونيوم :

يضاف 40 مل من هيدروكسيد الامونيوم الى 60 مل ماءمقطر

يضاف (45 جم )من موليبيدات الامونيوم

يضاف ( 250مل ) من حمض النيتريك المركز

يضاف ( 500 مل ) ماء مع الاستمرار في التقليب

يكمل المحلول الى لتر بالماء المقطر

يترك لمدة يوم ثم يستخدم المحلول الرائق

كلوريد الباريوم :

يذاب ( 132 جم ) منه في لتر ماء مقطر

كلوريد الحديديك :

يذاب (135 جم ) منه في [لتر ماء مقطر يحوي 30 مل حمض الهيدروكلوريك]

كوبلتي نتريت الصوديوم : يذاب ( 17 جم ) منه في ( 250 مل ) من الماء المقطر ثم يضاف ( 15 مل ) من حمض الخليك الثلجي ثم يرج

المحلول ويخفف بالماء الى ( 250 مل ) ويترك ساعة ثم يرشح ـ ثابت لعدة اسابيع

خلات الصوديوم :
 يذاب ( 408 جم ) منه في لتر ماء مقطر

خلات الرصاص :
 يذاب ( 95 جم ) منه في لتر ماء مقطر

كلوريد الزئبقيك :

يذاب ( 27 جم ) منه في لتر من الماء المقطر

المغنيسيا " أكسيد الماغنيسيوم " :

- اذب ( 50 جم ) من كبريتات او كلوريد الماغنيسيوم في قليل من الماء

- اذب ( 70 جم )من كلوريد الامونيوم في قليل من الماء.

- اضف أ و ب الى (300 مل ) من هيدروكسيد الامونيوم.

- اكمل الى لتر بالماء المقطر ويترك عدة ساعات ويستخدم.

كبريتات المغنيسيوم :

يذاب ( 623جم ) منه في لتر ماء مقطر

كرومات البوتاسيوم :

يذاب ( 196 جم ) منه في لتر ماء مقطر

ثاني كرومات البوتاسيوم :

يذاب ( 49 جم ) منه في لتر ماء مقطر

كلوريد الكالسيوم :

يذاب ( 55 جم ) منه في لتر ماء مقطر.

كبريتات الكالسيوم :

يذاب ( 3 جم ) منه في لتر ماء مقطر ويترك ساعة ويرشح.

أكمل القراءه

الأسمولارية Osmolarity

هناك العديد من الطرق التي تعبر عن التركيز مثل المولارية والمولالية والنسبة المئوية والحجمية وغيرها.

وتعرف الأسمولارية Osmolarity  بانها احد تلك الطرق للتعبير عن التركيز والتي يمكن تعريفها بانها عبارة عن عدد الأسمولات Osmols المذابة في لتر من المحلول Osmol/L.

ويعتبر الاسمولار عبارة عن التركيز بالمولار مضروبا في عدد الايونات الناتجة من المركب بفرض تأينه بالكامل.

مثال 

كلوريد الصوديوم يتأين الى ايون الصوديومNa⁺  وايون الكلور Cl^- ولذا فإن كل مول من كلوريد الصوديوم في المحلول عبارة عن 2 اسمولار من جزيئات المذاب.

NaCl 1 Mol/L = NaCl 2 Osm/L

اما المركبات الغير ايونية والتي لا تتفكك في المحلول فان 1 مول منها يساوي 1 اسمولار مثال ذلك سكر الجلوكوز فان 1 مولار منه يساوي 1 اسمولار.

1 Mol/L of Glucose = 1 Osm/L Of Glucose

فبلازما الدم (الدم بعد ابعاد خلاياه) هي 90% ماء مذابا فيه بروتينات وأملاح وسكريات ويوريا. والتركيز الاسمولاري للبلازما هو 0.308 , ولذلك يمكن حفظ خلايا الدم الحمراء في محلول جلوكوز 0.308 مولار (وهو يساوي 0.308 اسمولار نظراً لعدم تأينه) او في محلول كلوريد الصوديوم 0.154 مولار (أي 0.305 اسمولار) وفي هاتين الحالتين لا تفسد كريات الدم الحمراء بسبب الانكماش Shrinking او الانتفاخ Swelling حيث يكون المحلول المستخدم حينئذ له نفس الاسمولارية كبلازما الدم.

أكمل القراءه