Експериментальна частина

У дві колби ємністю 0,5 л вливають по 400 мл досліджуваної води, в кожну з них всипають по 15 г порошкоподібного кальцій карбонату, закривають гумовими корками і збовтують протягом години. Потім обережно зливають з осадів воду в інші колби, відбирають по 100 мл відстояної води і визначають в них вміст зв’язаної карбонатної кислоти (лабораторна робота №16). Окрім того, визначають вміст зв’язаної карбонатної кислоти у досліджуваній воді в природному стані, а потім за формулою розраховують показник стабільності і роблять висновок.

Результати дослідів представити в табличній формі за зразком:

№ з.п.	, мл	, мл	, ммоль-екв/л	ХПОЧ., мг/л	ХНАС, мг/л	КСТ
1
2
Сер.

Запитання для самоконтролю

1. Яку карбонатну систему називають рівноважною, а яку – агресивною?

2. Які води називають стабільними, нестабільними, агресивними?

3. Як визначають показник стабільності (К_СТ.)?

4. Які значення має К_СТ., якщо вода стабільна, нестабільна, агресивна?

ІІІ. РОЗРАХУНКОВІ РОБОТИ

РОЗРАХУНКОВА РОБОТА №1.

ДОСЛІДЖЕННЯ СКЛАДУ ПРИРОДНИХ ВОД І ОЦІНКА ЇХ ПРИДАТНОСТІ ДЛЯ РИБОГОСПОДАРСЬКОЇ ДІЯЛЬНСОТІ

Теоретичний вступ

Природні води характеризуються:

1. Мінералізацією – сумою всіх знайдених при аналізі мінеральних речовин в мг/л або г/кг (при сумі більше одного г/кг), які містяться у даній воді або сумою йонів (∑і), тобто сумою всіх видів йонів в мг/л або г/кг, концентрація яких більша за 0,1 мг/л.

За ступенем мінералізації природні води класифікують (за О.Альокіним) так:

1) дуже прісні (<0,2 г/л);

2) прісні ( 0,2-1,0 г/л);

3) солонуваті (1,0-3,0 г/л);

4) солоні (3,0-35,0 г/л);

5) перехідні до розсолів (35,0-100,0 г/л);

6) розсоли (>100,0 г/л).

2. Лужністю, яка визначається як сума еквівалентних концентрацій аніонів слабких кислот (переважно НСО₃^- і СО₃^2-), ммоль-екв/л.

3. Твердістю, яка дорівнює сумі еквівалентних концентрацій катіонів Са²⁺ і Mg²⁺ у воді, ммоль-екв/л.

4. Окиснюваністю, тобто наявністю речовин, що окиснюються; визначається за кількістю кисню (мг/л), витраченого на їх окиснення в стандартних умовах; розрізняють перманганатну та дихроматну окиснюваність в залежності від окисника (KMnO₄ або K₂Cr₂O₇).

При вираженні концентрації йонів в еквівалентній формі, число еквівалентів катіонів в розчині повинно дорівнювати числу еквівалентів аніонів. При добре виконаному аналізі похибка знаходиться в межах 1%. Якщо похибка більша за 5%, а при значній мінералізації – більша за 3%, то аналіз слід вважати недостатньо точним.

Похибка визначається за формулою

де ∑а – сума аніонів, ∑k – сума катіонів (ммоль-екв/л).

Часто замість визначення йонів Na⁺ і К⁺ їх розраховують за різницю сум ммоль-еквіавлентів визначених аніонів і катіонів:

Na⁺ + K⁺ = HCO₃^- + SO₄^2- + Cl^- - (Ca²⁺ + Mg²⁺).

Для переведення ммоль-екв/л йонів (Na⁺+К⁺) в мг/л застосовують емпіричний коефіцієнт для прісних вод -25, а для мінералізованих – 24.

При вивченні природних вод дуже важливо знати співвідношення між йонами. Для цього використовують відносний вміст йонів, який виражений у відсотках кількості речовини еквівалента йона від загальної суми кількості речовини еквівалентів усіх йонів у даній воді.

Кількість речовини еквівалентів катіонів і аніонів приймається за 100%. Отже, відносний еквівалентний вміст будь-якого з йонів визначається за формулою

де а – вміст аніона, k – вміст катіона (ммоль-екв/л).

Класифікація природних вод за хімічним складом запропонована О.Альокіним. Відповідно до неї природні води поділяють на три класи за переважаючим аніоном: 1) карбонатний або гідрогенкарбонатний (С); 2) сульфатний (S), хлоридний (С1).

За переважаючим катіоном класи діляться на такі групи:

а) кальцієву (Са);

б) магнієву (Mg);

в) натрієву (Na);

г) натрієво-калієву (Na+K).

За співвідношенням катіонів та аніонів (ммоль-екв/л) води діляться на такі типи:

І тип: характеризується співвідношенням HCO₃^- > Ca²⁺ + Mg²⁺. До цього типу належать м’які води з переважанням йонів Na⁺ та К⁺.

ІІ тип: HCO₃^- < Ca²⁺ + Mg²⁺< HCO₃^- + SO₄^2-. До цього типу належать води більшості річок, озер, підземні води з малим і середнім солевмістом.

ІІІ тип: HCO₃^- + SO₄^2- < Ca²⁺ + Mg²⁺, або С1^->Na⁺. Це води морів, океанів, сильно мінералізовані підземні води.

IV тип: НСО₃^- = 0. До цього типу належать кислі води – шахтні, болотні.

Склад води можна охарактеризувати відповідною формулою. Наприклад, гідрогенкарбонатний клас, група Са, тип ІІ, твердість 5 ммоль-екв/л (з точністю до одиниц), сума йонів 0,4 г/л (з точністю до 0,1 г/л): .

Склад досліджуваної води можна також виразити формулою Курлова. Формула Курлова – це псевдодріб, у чисельнику якого зліва направо записуються аніони (у відсотках n_Е в 1л води) в порядку зменшення. У знаменнику таким же способом записуються катіони. Зліва від дробу дається загальна мінералізація в г/л. Наприклад, склад води Басівкутського озера в період літньо-осінньої межені можна виразити так:

.