Работа 2. Определение устранимой жесткости (щелочности) воды

Устранимая или карбонатная жесткость воды обусловлена присутствием в растворе гидрокарбонатов кальция Ca(HCO₃)₂ и магния Mg(HCO₃)₂. Наличие в воде ионов СО₃^2– и НСО₃^– связано с процессами растворения в ней атмосферного СО₂, с взаимодействием воды с находящимися в прилегающих грунтах известняками и, конечно, с протекающими в воде жизненными процессами дыхания всех водных организмов. Следует иметь ввиду, что присутствие карбонат-аниона в концентрациях, определяемых аналитически, возможно лишь в водах, рН которых более 8,0–8,2. Использование жёсткой воды вызывает появление осадка (накипи) на стенках котлов, в трубах и т. п. В то же время, использование слишком мягкой воды может приводить к коррозии труб, так как, в этом случае отсутствует буферность воды, которую обеспечивает гидрокарбонатная жёсткость. Норматив жесткости по ГОСТ – не > 7 ммоль/л.

Карбонатная жесткость воды почти полностью устраняется кипячением, при котором гидрокарбонаты разлагаются:

Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O

поэтому карбонатную жесткость называют устранимой или временной и определяют титрованием определенного объема воды стандартным раствором хлороводородной кислоты с метиловым оранжевым (при рН~3,6). Протекающую при этом реакцию можно выразить уравнением:

НСО₃^– + НCl = СО₂↑+ Н₂О +Cl^-.

Жесткость выражают в ммоль/л или мэ/л.

Реагенты:

1. 1. Хлороводородная кислота, 0,1 М раствор.

2. 2. Индикатор метиловый оранжевый, 0,1%-ный водный раствор.

Выполнение работы. В мерную колбу на 100 мл отбирают водопроводную воду и переносят в коническую колбу для титрования, добавляют 2-3 капли раствора метилового оранжевого и титруют 0,1 М раствором HCl до перехода окраски из желтой в оранжевую, которая появляется от одной капли титранта. Титрование повторяют 2-3 раза и определяют объем HСl, пошедший на титрование воды.

Результат выражают в ммоль/л, умножая полученный результат на 10³ для перехода от моль/л к ммоль/л.

Ж_у ,ммоль/л = .

Подставляя все известные величины, получаем

Ж_у ,ммоль/л = = К_HCl∙V_HCl

Работа 3. Определение содержания гидроксида натрия

Реагенты:

1. 1. Хлороводородная кислота, НСl, 0,1 М раствор.

2. Индикатор метиловый оранжевый, 0,1%-ный водный раствор.

Выполнение работы. Анализируемый раствор получают в мерную колбу, разбавляют до метки дистиллированной водой, перемешивают. Пипеткой отбирают аликвотную часть (V_а) задачи в коническую колбу, ополаскивают ее внутреннюю поверхность дистиллированной водой (~ 50-70 мл), прибавляют 2-3 капли индикатора метилового оранжевого и титруют раствором хлороводородной кислоты до перехода окраски раствора из желтой в оранжевую. Титрование повторяют несколько раз, усредняют три приемлемых результата (ΔV = ± 0,1 мл). Содержание NaOH (г) рассчитывают по формуле:

,

где – разбавление; V_к – объем мерной колбы; V_а – объем аликвотной части раствора или мерной пипетки.

Работа 4. Определение содержания хлороводородной кислоты

Реагенты:

2. 1. Гидроксид натрия, NaOH, 0,1 М раствор.

2. Индикатор метиловый оранжевый, 0,1%-ный водный раствор.

Выполнение работы. Анализируемый раствор получают в мерную колбу, доводят до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают. Пипеткой отбирают аликвотную часть задачи в коническую колбу для титрования, добавляют ~ 50-70 мл дистиллированной воды, ополаскивая ей внутреннюю поверхность колбы, добавляют 2-3 капли метилоранжа и титруют раствором NaOH до перехода окраски из оранжево-красной в желтую.

Титрование повторяют несколько раз, усредняют три приемлемых результата (Δ = ± 0,1 мл) и рассчитывают содержание HCl (г) по формуле:

,

где – разбавление; V_к – объем мерной колбы; V_а – объем аликвотной части раствора или мерной пипетки.