روش های اندازه گیری کلر و کلروآمین ها در نمونه های آب

روش های اندازه گیری کلر و کلروآمین ها در نمونه های آب

1- روش رنگ سنجی

این روش برای اولین بار در سال 1957 توسط پالین معرفی شد. پس از آن، استفاده گسترده ای از این روش جهت اندازه گیری کلر آزاد و کلر کل در نمون ههای آب و پساب صورت گرفت.

آمین DPD توسط کلر اکسید شده و ماحصل فرآیند اکسیداسیون، تولید دو محصول است: از ترکیب مقادیر اندک کلر با DPD در pHهای نزدیک به خنثی محصول اکسیداسیون ترکیبی کاتیونی به نام Würster dye است. این ذرات  رادیکال آزاد نسبتا پایدار سبب تشکیل رنگ ارغوانی در تست رنگ سنجی DPD می شوند. DPD با اکسید شدن بیشتر به ترکیبی ناپایدار و بی رنگ از گروه ایمین ها تبدیل می شود. در سطوح بالاتر اکسیداسیون تشکیل ایمین بدون رنگ و ناپایدار در اولویت خواهد بود و نتیجه آن محو شدن تدریجی رنگ در محلول رنگی خواهد بود.

محصولات واکنش کلر – DPD

شکل 1. محصولات واکنش کلر – DPD

رنگ حاصل از DPD به روش فتومتری و در محدوده 490 تا 555 نانومتر اندازه گیری می شود. برای دستیابی به بالاترین حساسیت معمولا اندازه گیری در محدوده 512 تا 515 نانومتر انجام می شود. شرکت HACH برای اغلب سیستم های مبتنی بر DPD خود از طول موج 530 نانومتر استفاده می کند.

واکنش مستقیم مونوکلروآمین و دی کلروآمین در محدوده pHهای نزدیک به خنثی با DPD به آهستگی انجام می شود. برای اندازه گیری این گونه ها، آزمون در شرایط اندکی اسیدی و در حضور یون یدید انجام می شود. یدید با کلروآمین ها واکنش داده و یون تری یدید حاصل می شود.

-NH2Cl+3I- + H2O + H+ → NH4OH + Cl- + I3
-NHCl2 + 3I- + H2O + 2H+ → NH4OH + 2Cl- + I3

یون تری یدید نیزنوبه خود با DPD واکنش داده که محصول این واکنش Würster dye خواهد بود. شواهد بسیار اندکی برای اندازه گیری تری کلروآمین با این روش وجود دارد.

در عمل مقادیر بسیار اندکی از یدید برای واکنش با مونوکلروآمین در pH بین 6.2 تا 6.5 مورد نیاز است. (در برخی منابع مقدار 0.1 گرم پتاسیم یدید به ازاء 10 میلی لیتر نمونه آب قید شده است.) افزودن یدید بیشتر موجب ورود دی کلروآمین به واکنش می شود. به وضوح مشخص نیست که چه مقدار یدید فقط برای اندازه گیری مونوکلروآمین نیاز است و افزودن بیشتر از آن مقدار، سبب ورود دیک‌لروآمین به جواب مونوکلروآمین می شود.

2. روش تیتراسیون DPD

این روش از نظر اساس کار همانند روش رنگ سنجی DPD است که در آن DPD بوسیله کلر یا ید (جهت اندازه گیری کلروآمین ها) اکسید می شود و گونه های ارغوانی رنگ شکل می گیرد سپس طی فرآیند تیتراسیون با افزودن یک ماده کاهنده (2+Fe) رنگ ارغوانی حاصل به بی رنگ تغییر می یابد. معادله این واکنش در شکل شماره 2 نشان داده شده است.

تیتراسیون DPD – FAS

شکل 2. تیتراسیون DPD – FAS

در این روش عمدتا از فروس آمونیوم سولفات (FAS) با فرمول شیمیایی NH4)2Fe(SO4)2·6H2O) به عنوان تیترانت استفاده می شود. این ماده شدیدا ناپایدار و حساس به اکسیداسیون است و نیاز است مرتب غلظت آن با یک ماده استاندارد نظیر دی کرومات پتاسیم چک شود. طول عمر تیترانت استاندارد شده معمولا حدود یک ماه است. از نمک اتیلن دی آمونیوم فسفات (FEAS) نیز به عنوان تیترانت استفاده می شود که در بسته بندی مخصوصی جهت محافظت از اکسیژن عرضه می شود و طول عمری حدود شش ماه دارد.

برای بیشتر نمونه ها روش تیتراسیون DPD هیچ مزیتی بر روش رنگ سنجی DPD ندارد. در حقیقت ممکن است معایبی هم داشته باشد این روش ممکن است منجر به از دست رفتن گونه های فرار کلر شود. از طرفی ممکن است انجام تیتراسیون مستلزم صرف زمان بیشتری باشد. تشخیص چشمی نقطه پایانی نیز دقت و صحت این روش را در مقایسه با روش رنگ سنج DPD به چالش می کشد.

ادامه مطلب و روش ها را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ گندزدایی فاضلاب با استفاده از کلر، اوزون و اشعه فرابنفش

⇐ مبانی و طراحی واحدهای گندزدایی (کلرزنی)