آزمایش کلر آب:

آزمایش کلر آب و كلر و تركيبات كلر ،‌ مانند هيپوكلريت سديم و هيپوكلريت كلسيم ، به مقدار زياد براي گندزدائي آبهاي آشاميدني مخصوصاً در آمريكا ، بكار مي رود . هنگامي كه كلرزني به خوبي شناخته و به كار رود ، روشي است عملي ، بي خطر و مؤثر براي نابود ساختن ارگانيسم هاي بيماري زا . گندزدائي آب با كلر چندين نفع ثانويه نيز دارد . كلر براي كندزدائي تانك هاي ذخيره و لوله هاي آب براي اكسيداسيون آهن ،‌ منگنز و هيدروژن سولفوره ، و كنترل مزه ها ، يون ها ، ‌آلگ ها و توده هاي شناور موجودات زنده مفيد و مؤثر است. براي درك شيمي كلر در آب ابتدا واكنش كلر با آب مقطر را در نظر مي گيريم. مقدار كلر باقي مانده در آب مقطر مستقيماً بستگي به مقدار كلر اضافه شده دارد.

براي مثال اگر 2 ميلي گرم در ليتر كلر به آب مقطر اضافه شود كلر باقي مانده 2 ميلي گرم در ليتر خواهد بود. كلر با آب تركيب شده اسيد هيپوكلرو و اسيدكلريدريك توليد مي نمايد. به طور كلي كلرور براي سلامتي انسان ضرري ندارد و حد مجاز آن از طرف اداره بهداشت آمريكا 250 ميلي گرم در ليتر توصيه شده است چنانچه از اين مقدار بيشتر باشد طعم آب تغيير نموده و ازدياد تدريجي آن باعث شوري آب مي گردد. در بعضي نقاط جهان مردم به اب شور عادت نموده اند،به طوري كه 2000-900 ميلي گرم در ليتر آب كلرور دار مصرف مي نمايند.

برای تعیین غلظت یون کلراید در آب از روش آرژانتومتری استفاده می کنیم که در این روش از اندازه گیری نیترات نقره استفاده می کنند و بر اساس مقدارنیترات نقره به مقدار کلراید در آب پی می برند. و از محلول کرومات پتاسیم برای نشان دادن آخر واکنش استفاده می کنیم. روش دیگری که برای سنجش کلرایددر آب وجود دارد روش پتانسیل سنجی است. روش سومی که برای سنجش میزان یون کلراید در آب استفاده می شود روش تیتریمتری با نیترات جیوه است. که هر سه روش به تفضیل در زیر بیان شده اند.

آزمایش کلر آب به روش موهر

محلول های مورد نیاز:

• محلول نیترات نقره 0.1 مولار
• محلول کرومات پتاسیم بعنوان معرف

شرح آزمایش:

بورت را از محلول نیترات نقره0.1 مولار پر کنید. با پیپت، مقدار 25 میلی لیتر از نمونه را برداشته و در یک ارلن 250 میلی لیتری بریزید. حدود 2 تا 3 قطره از شناساگر کرومات پتاسیم را به نمونه اضافه کنید و تکان دهید سپس با محلول نیترات نقره تیتر کنید. در ابتدا بخاطر وجود یون کلر در نمونه رسوب سفید کلرید نقره تشکیل می شود. به محض اینکه یون های کلر تمام شد کاتیون های نقره اضافی با شناساگر کرومات واکنش داده و رسوب نخودی رنگ حاصل می گردد. که ناشی از تشکیل کمپلکس کرومات نقره است و رنگ محلول ازرنگ زرد به رنگ زرد تیره(نخودی رنگ) در می آید. نقطه ی پایانی واکنش با این تغییر رنگ همراه است.

محاسبات :

آزمایش کلر آب به روش پتانسیل سنجی:

این روش یک روش نسبتا ارزان و دقیق برای اندازه گیری کلرید در آب است. دراین روش از یک پیل الکتروشیمیایی برای اندازه گیری غلظت کلراید در آب استفاده می شود..

دستگاه های لازم

• الکترود مرجع که بتواند در طول عمل تیتراسیون پتانسیل ثابتی را ایجاد کند.
• الکترود شناساگر که نسبت به غلظت یکی از ترکیبات در واکنش حساس باشد.
• وسیله ای مثل متر که ولتاژ الکترود شناساگر را نسبت به الکترود مرجع اندازه گیری نماید.
• وسیله ای برای همزدن سیستم

آماده سازی الکترود نقره

برای تمیز کردن الکترود نقره آن را به مدت چند دقیقه در اسید نیتریک غلیظ قرار می دهیم.الکترود نقره را در کف بشر قرار می دهیم یک سر آن را به صورت یک سیم پیچ تخت حلقه زده، اسید(6 مولار) را روی ان می ریزیم ،بعد ازچند دقیقه الکترود را خارج کرده و با آب مقطر آن را می شوییم.

بعد از تمیز کردن الکترود یک سر الکترود را با یک گیره به یک سیم سربی وصل می کنیم و سر دیگر الکترود را داخل یک بشر 150 سی سی که واجد الکترودمرجع مس است قرار می دهیم.سیم متصل به الکترود نقره را به پایانه ی مثبت یک ولت متر وصل می کنیم.

آماده سازی الکترود مرجع مس

برای ساخت یک الکترود مرجع مس،ابتدا یک لوله ی شیشه ای به قطر داخلی 8 میلی متروطول 6 اینچ تهیه میکنیم یک نخ کتان را طوری در یکی از سرهای شیشه قرار میدهیم که نصف طول ان به داخل لوله قرار بگیرد.

در انتهای لوله یک در پوش لاستیکی به ابعاد 14 – 20 قرار می دهیم. یک قطعه از سیم مسی به عنوان الکترود به طول لوله شیشه ای تهیه می کنیم. و آن را به وسیله براده ی فولاد تمیز می کنیم تاکاملا براق شود.و سپس آن را می شوییم.به کمک گیره یک طرف سیم سربی را به یک سیم مسی وصل می کنیم و طرف دیگر آن را داخل لوله شیشه ای سرباز قرار می دهیم.

بورتی را از محلول نیترات نقره ی 0.004 مولار پر می کنیم. با استفاده از مزور 50 سی سی از نمونه را بر داشته داخل بشر می ریزیم. دستگاه ولت متر را روشن می کنیم و دامنه آن را بین 0 تا 2 تنظیم می کنیم. ولتاژ را ثابت می کنیم. حال از ماده تیترانت به نمونه اضافه می کنیم و مخلوط را هم می زنیم. تیتراسیون را تا زمانی ادامه می دهیم که به ازای افزودن ماده تیترانت فقط حدود 2 تا 3 میلی ولت در ولتاژ تغییر داشته باشیم.

منحنی داده ها را در مقابل مقدار نیترات نقره رسم می کنیم. در این منحنی نقطه ی هم ارزی به وسیله ی تعیین نقطه ی عطف منحنی مشخص می شود. حجم نیترات نقره را در این نقطه می خوانیم و غلظت هم ارز با این حجم از نیترات نقره را به دست می آوریم.سپس غلظت یون های کلر در نمونه را می توان بااطلاع از استوکیومتری نقره با یون کلر محاسبه کرد.

آزمایش کلر آب به روش تیتریمتری نیترات جیوه

این روش تعیین غلظت یون کلراید به وسیله ی تیتراسیون نمونه اسیدی با نیترات جیوه در حضور یک شاهد است.

محلول های مورد نیاز آزمایش کلر آب

• نیترات جیوه
• ماده شیمیای شاخص – اسیدی کننده

روش آزمایش:

نمونه را داخل یک ارلن می ریزیم ماده شیمیایی اسیدی کننده را به ان اضافه میکنیم تا پی اچ حدود8.2 تا 3.2 شود. نمونه را با نیتریت جیوه تیتر میکنیم،نقظه پایانی تشکیل رنگ ازغوانی است.

تجزیه و تحلیل آزمایش کلر آب

در روش موهر تشکیل یک رسوب ثانوی با رنگ مشخص اساس تعیین نقطه ی پایانی در روش موهر است. این روش در مقیاس وسیعی برای تیتراسیون یون کلراید،برمیدبا محلول استاندارد نیترات نقره اعمال شده است. یون کرومات نقش شناساگر رادارد و نقطه ی پایانی با ظهور رسوب قرمز آجری کرومات نقره مشخص می شود.

کمترین مقدار نقره کروماتی را که باید تشکیل شود تا چشم قادر به رؤیت آن باشد نمی توان با محاسبه به دست آورد.در واقع کسب چنین اطلاعاتی فقط ازطریق تجربی میسر است.برای تصحیح خطای تیتراسیون حاصل باید در هنگام آزمایش،حجم مصرف شده توسط یک شناساگر شاهد را نیز تعیین کنیم.این شاهد نقش یکرنگ استاندارد مناسب برای تیتراسیون را به ما می دهد.

در روش پتانسیل سنجی تعیین غلظت یون کلراید آسان است اما به تعدادبیشتری از وسایل آزمایشگاهی نیاز است. که در همه ی آزمایشگاه ها وجودندارد. و آماده سازی وسایل کمی مشکل است و در اکثر آزمایشگاهها متصدیان ترجیح می دهند از روش تجربی تیتراسیون استفاده کنند.البته شایان ذکر است که روش تیتراسیون جزء روش های قدیمی و تقریبا منسوخ شده است.

از آنجایی که جیوه یک ماده خطرناک و سمی است روش سوم نسبت به دو روش قبلی کمتر پیشنهاد می شود.