Лабораторная работа определение общей жесткости воды

По общей жесткостью понимают суммарное содержание ионов кальция и магния в воде, выраженное в ммоль экв/л. Она складывается из карбонатной (временной) и некарбо­натной (постоянной) жесткости воды. Некарбонатная жесткость обусловлена наличием в воде сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих металлов.

Жесткость воды колеблется в широких пределах; от 0,1-0,2 ммоль экв/л в реках и озе­рах, расположенных в зонах тайги и тундры, до 80 ммоль экв/л и более - в подземных водах, морях и океанах. Различают воду мягкую (общая жесткость до 2 ммоль экв/л), средней жест­кости (2-10 ммоль экв/л) и жесткую (более 10 ммоль экв/л). В поверхностных водоисточниках преобладает, как правило, карбонатная жесткость (70-80% от общей). Наибольшего значения жесткость воды достигает в конце зимы, а наименьшего - в период паводка. Так, в реке Волге (г. Нижний Новгород) максимальная жесткость бывает а марте (4,3 ммоль экв/л), а ми­нимальная - в мае (0,5 ммоль экв/л). В подземных водах жесткость воды наиболее постоянна и меньше изменяется а течение года.

Повышенная жесткость способствует усиленному образованию накипи в паровых кот­лах, отопительных приборах и бытовой металлической посуде, что значительно снижает ин­тенсивность теплообмена. В воде с высокой жесткостью плохо развариваются овощи и мясо, так как катионы кальция образуют с белками пищевых продуктов нерастворимые соединения. Большая магниевая жесткость придает воде горький привкус, поэтому содержание магния не должно превышать 100 мг/л. Общая жесткость литьевой воды во избежание ухудшения ее органолептических свойств должна быть не более 7 ммоль экв/л.

Для устранения или уменьшения жесткости воды применяют специальные методы. Из реагентных методов наиболее распространен известково-содовый, а при комбинировании его с ионообменными методами можно получить глубоко умягченную воду.

Экспериментальная часть

С помощью мерной колбы отбирают 50 (100) мл анализируемой воды, переносят в коническую колбу и прибавляют цилиндром 6-8 мл раствора буферного аммиачного (под тягой в вытяжном шкафу!). Затем туда же на кончике шпателя - 20-30 мг индикатора ЭХЧ-Т. Содержимое в колбе перемешивают встряхиванием, после чего раствор медленно титруют (при перемешивании) раствором комплексона III из бюретки до перехода окраски в точке эквивалентности из винно-красной через фиолетово-синюю в отчетливо синюю, определяя объем раствора комплексона III, пошедший на титрование. Титрование проводят 2-3 раза до получения сходящихся результатов.

Протокол анализа

Объем воды взятой на титрование V=____________________________________

Объемы трилона Б, пошедшие на титрования __________________________________

V1 =

V2 =

V3 =

Vср =

Обработка результатов

Общую жесткость (Ж_общ) в мэкв/л (ммоль-экв/л) вычисляют по формуле:

Ж_общ=

где С_Н(кш) - эквивалентная концентрация раствора комплексона III, моль/л;

V(кш) –объем раствора комплексона III, пошедший на титрование, мл;

V_В - объем воды, взятый на анализ, мл;

1000 - коэффициент пересчета единиц измерений.

Определение массовой концентрации катионов кальция и магния

Сущность метода

Метод определения массовой концентрации катиона кальция аналогичен методу определения общей жесткости и основан на реакции комплексообразования катионов кальция с комплексоном III в сильнощелочной среде (рН = 12-13) в присутствии индикатора мурексида. Na₂H₂Y + Са²⁺ + ОН^-→Na₂CaY + 2Н₂0

Порядок выполнения работы

С помощью мерной колбы отбирают 50 мл анализируемой воды, переносят в коническую колбу. Далее к пробе цилиндром добавляют 5-6 мл 2 М раствора гидроксида натрия и на кончике шпателя вносят 20-30 мг индикатора мурексида. Содержимое в колбе перемешивают встряхиванием, после чего раствор медленно титруют (при перемешивании) раствором комплексона III из бюретки до перехода окраски в точке эквивалентности из розовой в сиреневую, определяя объем раствора комплексона III, пошедший на титрование.

Обработка результатов

Массовую концентрацию катиона кальция (Х_Са) в мг/л вычисляют по формуле:

Х_Са= , где

С_Н(КIII) - эквивалентная концентрация раствора комплексона III, моль/л;

V_(КIII) - объем раствора комплексона III, пошедший на титрование, мл;

20,04 - эквивалентная масса кальция; V_В - объем воды, взятый на анализ, мл;

1000 - коэффициент пересчета единиц измерений. Полученный результат округляют до целых чисел (мг/л).

Массовую концентрацию катионов магния (X_Mg) в мг/л определяют расчетным путем по формуле:

Х_Mg= , где

С_Н(КIII) - эквивалентная концентрация раствора комплексона III, моль/л;

V _(КIII)- общий объем раствора комплексона III, пошедший на титрование общей жесткости, мл;

V_Ca(КIII)-объем раствора комплексона III, пошедший на титрование катионов кальция, мл;

12,16 - эквивалентная масса магния; V_В - объем воды, взятый на анализ, мл;

1000 - коэффициент пересчета единиц измерений. Полученный результат округляют до целых чисел (мг/л).