Sularda Klor Analizi

Sularda serbest, bağlı ve toplam klor analizi nasıl yapılır?

Hidroliz reaksiyonu: Cl₂ + H₂O⇔ HOCl + H⁺ + Cl^–

İyonizasyon Reaksiyonu: HOCl ⇔ H⁺ + OCl^–

OCl-  zayıf, HOCl (hipokloröz asidi) kuvvetli bir dezenfektandır. Seyreltik çözeltilerde pH>4 ‘ de yukarıda verilen denge büyük ölçüde sağa doğru kayar, çözeltide çok az klor kalır. Bu istenmeyen bir durumdur. Birinci reaksiyonun sağa, ikinci reaksiyonun sola doğru olması istenir. Serbest klor, HOCl ve OCl- ‘nin toplamı olarak tanımlanır. Denklemlerden de görüldüğü gibi uygulanan klor, ya suda çözünür, ya da HOCl veya OCl- formuna geçer.

Dezenfeksiyon işlemi Klorla, UV veya Ozonla yapılmaktadır. En çok tercih edilen Klorla dezenfeksiyon yöntemidir. Klorla dezenfeksiyonun tercih edilme nedenleri ise ;

• Sonuçların kontrol edilebilmesi
• Kimyaca saf olması
• Uygulama kolaylığı
• Dezenfeksiyon işlemi için gerekli tesisin basit oluşu
• Depolama ve nakliyesinin kolaylığı
• Ekonomik oluşu

Analiz İçin Kullanılan Malzemeler

• Mikrobüret
• Erlen
• Otomatik Karıştırıcı
• Balon joje
• Pipet

Analiz İçin Kullanılan Reaktifler Ve Hazırlanışları

Fosfat Tampon Çözeltisi (pH:6,5) : 30 g katı Na₂HPO₄ ve 46 g katı KH₂PO₄ distile suda çözülür. Daha sonra 100mL, 800 mg EDTA içeren distile suyla birleştirilir.1000 mL saf suda çözülür ve 20 mg HgCl₂ eklenir.

DPD İndikatör Çözeltisi: 250 ml su,2 ml H₂SO₄ ve 200 mg EDTA içeren distile suya 1,1 g katı DPD sülfat veya 1,5g DPD sülfat pentahidrat veya 1g DPD oksalat atılarak çözülür ve 1000 mL’ye tamamlanır. Hazırlanan çözelti kahverengi şişelerde saklanır.Periyodik olarak çözelti kontrol edilir.Eğer 515 nm’deki absorbans değeri 0,002 1/cm değerini aşarsa çözelti iptal edilir.

Stok FAS Çözeltisi(0,056 mol/L): 22 g Amonyum Demir(II) Sülfat Hekzahidrat, 5ml Sülfürik Asit içeren yaklaşık 250 ml suda çözülerek litreye tamamlanır.

Standart FAS Çözeltisi (2,8mmol/L) : Stok FAS Çözeltisinden 50 ml alınarak saf su ile litreye tamamlanır.

Sodyumarsenit: 5 g NaAsO₂ suda çözülür ve litreye tamamlanır.

Tiyoasetamit Çözeltisi: 250 mg tiyoasetamit 100 mL distile suda çözülür.

Glisin Çözeltisi: 20 g glisin 100mL distile suda çözülür.

Analiz Nasıl Yapılır? 

Serbest Klor Analizi;

• 250ml’lik erlene 5 ml Tampon Çözeltisi, 5 ml DPD indikatörü eklenir.
• 100 ml deney numunesi erlene hızlıca aktarılır. Renk pembe olur.
• Hızlıca FAS çözeltisi ile renk kaybolana kadar titre edilir.
• Dönüm noktasına kadar harcanan hacim V₁, ml cinsinden kaydedilir.

Toplam Klor Analizi;

• 250ml’lik erlene 5 ml Tampon Çözeltisi, 5 ml DPD indikatörü eklenir.
• 100 ml deney numunesi erlene hızlıca aktarılır. 1 gr Potasyum İyodür(KI) eklenir. Renk pembe olur.
• Hızlıca FAS çözeltisi ile renk kaybolana kadar titre edilir.
• Dönüm noktasına kadar harcanan hacim V₁, ml cinsinden kaydedilir.

Uyarılar

• pH kontrolü gereklidir. Çok düşük pH’larda serbest klor içinde monokloramin bulunmaktadır ve daha sonra monokloamin dikloramine dönüşmektedir.Çok yüksek pH’larda ise çözünmüş oksijenin oluşmasına neden olmaktadır.
• Bakır girişimi önlemek için DPD indikatörü ve tampon çözelti içerisinde EDTA kullanılır.EDTA DPD indikatörünün stabilitesini artırır ve eser miktardaki metal kataliz reaksiyonları önlemekle beraber çözünmüş oksijenden kaynaklanacak girişimleride engellemektedir.
• Serbest klor ölçümlerinde bağlı klor girişimlerini ve yükseltgenmiş Mangan engellemek için 100 ml’lik numuneye 1ml 2,5g/L’lik tiyoasetamit ilave edilmektedir. Ve deney numunesine uygulanan tüm işlemler(5ml Tampon çözelti+5ml DPD indikatörü eklenip FAS ile titrasyon) buna da uygulanmalıdır. Sarfiyat(V₂) kaydedilerek hesaplamada numune sarfiyatından çıkarılarak kullanılmalıdır.
• Konsantrasyonu 2 mg/L ‘den fazla olan kromat iyonu serbest klor analizlerinde girişime neden olmaktadır. Bu girişimi önlemek için 100mL’lik numuneye 0.2 g baryum klorür eklenerek numunede çözünmüş halde bulunan kromat iyonlarının çökelmesi sağlanır.
• Konsantrasyonu >500 mg/L ‘den fazla olan sülfat iyonu serbest klor analizlerinde girişime neden olmaktadır. Bu girişimi önlemek için 100mL’lik numuneye 0.4 g baryum klorür eklenerek numunede çözünmüş halde bulunan kromat iyonlarının çökelmesi sağlanır.
• Klorlu su numunesinde bromür konsantrasyonu fazla ise bromürün klorla oksidasyonu sonucunda ortamda yüksek miktarda HOBr – (hipobromin) iyonu meydana gelir. HOBr – iyonundan kaynaklanan girişimi önlemek için 100 mL ‘lik hazırlanan ikinci numuneye DPD ve fosfat tampon çözeltileri eklemeden önce stok glisin çözeltisinden 1 mL eklenir. Daha sonra çözelti renksiz hale gelinceye kadar FAS ile titrasyon yapılır. Böylece glisin, ortamda aktif halde bulunan serbest kloru reaktif olmayan formlarına dönüştürür ve ortamda bakiye olarak HOBr – kalır. Bulunan değer normal prosedüre göre hesaplanan serbest klor miktarından çıkarıldıktan sonra numunenin gerçek serbest klor değeri bulunmuş olur.

Hesaplama

c(Cl₂)= C x (V₁ – V₂) /ml numune (mmol/L)

C: FAS çözeltisinin derişimi (2,8 mmol/L)

V₁:Titrasyonda harcanan ayarlı FAS çözeltisinin hacmi, ml

V₂:Yükseltgenmiş manganın sebep olduğu girişimi düzeltmek için kullanılan FAS çözeltisinin hacmi, ml (Yükseltgenmiş mangan yokluğunda V₂=0)

Klorun mmol/L olarak verilen derişimi, 70,91 dönüşüm faktörü ile çarpılarak mg/L olarak verilebilir.

c(Cl₂)= (C x (V₁ – V₂) /ml numune ) x70,91 (mg/L)

Serbest ve Toplam Klor aynı numune için ayrı ayrı hesaplandıktan sonra, Toplam Klor’dan Serbest Klor çıkarılarak Bağlı Klor bulunur.

Bağlı Klor = Toplam Klor – Serbest Klor

Kaynak: Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water 22st Edition (2012) Sec.4-65 4500-Cl-F