Электрохроматографическое определение токсикантов в сточных водах

 

Средняя скорость электрофореза для  Fe (III) c NH₄SCN – 0,03575 мм/с

Средняя скорость электрофореза для  Fe (III) c K₂[Fe(CN)₆] – 0,032 мм/с

Средняя скорость электрофореза для  Fe (III) c PAN – 0,029 мм/с

Средняя скорость электрофореза для  Cu (II) с K₂[Fe(CN)₆] – 0,03975 мм/с

Средняя скорость электрофореза для Cd (II) с PAN – 0,043 мм/с

Средняя скорость электрофореза для  NO₃ с KI – 0,04 мм/с

Средняя скорость электрофореза для  Cl с AgNO₃+K₂CrO₄– 0,03875 мм/с

Теоретическая скорость электрофореза рассчитывается по формуле:

(2)

мм/c

 мм/c

 мм/c

 мм/c

 мм/c

Статистическая  обработка данных. При проведении анализа невозможно определить истинное значение в анализируемой пробе, но можно определить интервал, в  котором это истинное значение, а  также средний результат анализа  будет находиться с некоторой  долей вероятности. Этот интервал называют доверительным интервалом и обозначают х_ср±ε_α, где х_ср – средний результат, ε_α – ошибка среднего.

Данные, полученные при статистической обработке, сводят в таблицу:

n	x	xср	S	Sr	V	хср±εα

где

n – общее число вариант в ряду,

х – значение,

S – стандартное отклонение (средняя квадратичная ошибка). Рассчитывается по формуле:

 Характеризует  разброс результатов относительно  среднего результата

 d = x-x_ср - отклонение. Показывает, что суммы всех положительных и отрицательных отклонений от среднего равны между собой.

Не все  результаты можно статистически  обработать. Чтобы выяснить, какие  результаты можно обработать, проверяют  критерий 2S. Если d<2S выполняется при α=0,95 – результат подходит для статистической обработки. α - доверительная вероятность Ф показывает, что истинное значение и истинный результат с вероятностью 95 % будут находиться в доверительном интервале.

Sr – относительное стандартное отклонение. Рассчитывается по формуле

Sr=S/x_ср

V- дисперсия. Чем меньше V, тем точнее результат, тем меньше разбросов относительно среднего.

V=S²

Ошибка  среднего ε_α рассчитывается по следующей формуле:

ε_α=S*t_α,k/

t – критерий Стьюдента

к – число степеней свободы (к=n-1).

Статистическая обработка данных для иона железа Fe(III), индикатором которого является роданид аммония.

n	x	xср	S	Sr	V	хср±εα
1	0,04	0,036	∞	∞	∞	∞
2	0,056	0,036	0,031	0,86	0,00096	0,0360,279
3	0,03	0,036	0,022	0,61	0,000484	0,036±0,055
4	0,017	0,036	0,018	0,5	0,000324	0,036±0,029

 

Статистическая обработка данных для иона железа Fe(III), индикатором которого является гексацианоферрат (II) калия.

n	x	xср	S	Sr	V	хср±εα
1	0,056	0,0265	∞	∞	∞	∞
2	0,033	0,0265	0,032	1,2	0,001024	0,0265±0,288
3	0,022	0,0265	0,023	0,87	0,000529	0,0265±0,057
4	0,017	0,0265	0,018	0,68	0,000324	0,0265±0,029

Статистическая обработка данных для иона железа Fe(III), индикатором которого является PAN.

n	x	xср	S	Sr	V	хср±εα
1	0,033	0,029	∞	∞	∞	∞
2	0,033	0,029	0,0144	0,497	0,00021	0,029±0,129
3	0,033	0,029	0,0102	0,352	0,000104	0,029±0,025
4	0,017	0,029	0,0083	0,286	0,000069	0,029±0,013

 

Статистическая обработка данных для иона железа Cu(II), индикатором которого является гексацианоферрат (II) калия.

n	x	xср	S	Sr	V	хср±εα
1	0,056	0,0398	∞	∞	∞	∞
2	0,05	0,0398	0,028	0,704	0,000784	0,0398±0,25
3	0,033	0,0398	0,0198	0,497	0,00039	0,0398±0,049
4	0,02	0,0398	0,0162	0,407	0,00026	0,0398±0,026

 

Статистическая обработка данных для иона железа Сd(II), индикатором которого является PAN.

n	x	xср	S	Sr	V	хср±εα
1	0,033	0,043	∞	∞	∞	∞
2	0,056	0,043	0,0204	0,474	0,000416	0,043±0,183
3	0,033	0,043	0,014	0,326	0,000196	0,043±0,035
4	0,05	0,043	0,012	0,279	0,000144	0,043±0,019

Статистическая обработка данных для хлорид- иона Cl^-, индикатором которого является нитрат железа с хроматом калия.

n	x	xср	S	Sr	V	хср±εα
1	0,033	0,046	∞	∞	∞	∞
2	0,056	0,046	0,017	0,37	0,000289	0,046±0,153
3	0,044	0,046	0,012	0,261	0,000144	0,046±0,0298
4	0,05	0,046	0,0098	0,213	0,00009604	0,046±0,0156

Статистическая обработка данных для нитрат-иона железа NO₃^-, индикатором которого является иодид калия.

n	x	xср	S	Sr	V	хср±εα
1	0,033	0,04	∞	∞	∞	∞
2	0,033	0,04	0,033	0,825	0,001089	0,04±0,296
3	0,044	0,04	0,023	0,575	0,000529	0,04±0,057
4	0,05	0,04	0,019	0,475	0,000361	0,04±0,03

Выводы

В настоящее  время, в век промышленности и  новых технологий, очень важную роль играет экологическая защита окружающей среды. Охрана окружающей среды представляет собой весьма многогранную проблему, решением которой занимаются, в частности, инженерно-технические работники практически всех специальностей, которые связаны с хозяйственной деятельностью в населенных пунктах и на промышленных предприятиях, которые могут являться источником загрязнения в основном воздушной и водной среды.

Очистка сточных вод играет немалую роль в современном мире. Очищенные  сточные воды могут направляться в оборотные системы водообеспечения промышленных предприятий, на сельскохозяйственные нужды или сбрасываться в водоем. Обработанный осадок может утилизироваться, уничтожаться или складироваться. В связи с этим необходим надежный и эффективный метод определения и очистки сточных вод.

Я остановилась на таком методе определения, как  электрохроматография, который включает в себя электрофорез и бумажную хроматографию. Бумажная хроматография основана на различии в скорости перемещения компонентов анализируемой смеси по бумаге в потоке растворителя. Перемещению компонентов (ионы железа и меди) способствовал зонный электрофорез.

Благодаря действию электрического тока, скорость миграции электронов увеличивается. Следовательно, определение железа и меди происходит гораздо быстрее, нежели в бумажной хроматографии. 

Данный  метод имеет ряд преимуществ для определения ионов тяжелых металлов в сточной воде:

1) можно одновременно  определять несколько катионов;

2) короткие  сроки определения;

3) нет необходимости  в дорогостоящем оборудовании;

4) не требуется  высококвалифицированных работников.

Таким образом, этот метод определения в сточной  воде считается одним из самых  эффективных и быстродействующих.

Рассчитав теоретические значения скорости электрофореза  и сравнив их с экспериментальными, можно сделать вывод о том, что расхождение между ними вполне удовлетворительно, и процент относительной ошибки минимальный.