Работа 5. Определение общей жесткости воды

Общая жесткость воды (Ж_общ) преимущественно обусловлена наличием в ней суммарных концентраций катионов Са²⁺ (кальциевая Ж_Ca) и Mg²⁺ (магниевая Ж_Mg). Она складывается из карбонатной (временной, устранимой) и некарбонатной (постоянной) жесткости воды. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов Са и Mg, вторая - наличием сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих металлов. При наличии в воде тяжелых металлов они титруются ЭДТА совместно с кальцием и магнием: поэтому перед титрованием их маскируют триэтаноламином или осаждают сульфидом натрия, а также диэтилдитиокарбаминатом натрия. В качестве индикатора используют эриохром черный Т.

Жесткость выражают в миллимолях на литр (ммоль/л), 1 ммоль/л соответствует количеству любого вещества в мг/л, равному его молекулярной массе, умноженной на фактор эквивалентности. Это означает, что 1 ммоль/л отвечает содержанию в одном литре воды 20,04 мг/л Са²⁺ или 12,16 мг/л Mg²⁺.

Жесткость воды колеблется в широких пределах: от 0,1-0,2 ммоль/л в реках и озерах, расположенных в зонах тайги и тундры, до 80-130 ммоль/л и более в подземных водах, морях и океанах. Различают воду мягкую (общая жесткость до 2 ммоль/л), средней жесткости (2-10 ммоль/л) и жесткую (более 10 ммоль/л). В поверхностных водах, где преобладает, как правило, карбонатная жесткость (70-80% от общей), наибольшего значения жесткость воды достигает в конце зимы, наименьшего – в период паводка.

Реагенты:

1. Стандартный раствор ЭДТА, с(1/2 ЭДТА) = 0,05 М.

2. Аммиачный буферный раствор с рН 10.

3. Индикатор эриохром черный Т (смесь с NaCl или KCl в соотношении 1:100).

3. Выполнение работы. С помощью мерной колбы на 100 мл отбирают холодную водопроводную воду и переносят ее в коническую колбу. К раствору прибавляют 5 мл аммиачного буферного раствора с рН 10, на кончике шпателя около 0,05 г индикатора эриохром черный Т и титруют раствором ЭДТА до перехода окраски из винно-красной в синюю. Расчет жесткости (ммоль/л или мэ/л) производят по формуле:

,

где 100 – это объем воды, взятый для анализа.

Работа 6. Определение кальциевой и магниевой жесткости воды

Раздельное определение Са²⁺ и Mg²⁺ в воде основано на хорошей растворимости Ca(OH)₂ и малой - Mg(OH)₂, а также возможностью комплексонометрического определения ионов Са²⁺ в сильно щелочных средах.

Реагенты:

1. Стандартный раствор ЭДТА, с(1/2 ЭДТА) = 0,05 М.

2. Раствор NaOH, 2 М.

3. Индикатор мурексид (смесь с NaCl или KCl в соотношении 1:100)

Выполнение работы. В мерную колбу на 100 мл берут водопроводную холодную воду и переносят ее в коническую колбу, прибавляют 5 мл 2 М раствора NaOH, при этом магний осаждается в виде гидроксида, добавляют на кончике шпателя около 0,05 г мурексида и титруют раствором ЭДТА до перехода окраски в лилово-фиолетовую. Кальциевую жесткость (ммоль/л, мэ/л) вычисляют аналогично расчету общей жесткости:

.

Магниевую жесткость (ммоль/л, мэ/л) определяют по разности:

Ж_Mg = Ж_общ. – Ж_Са.