5. Визначення мінерального складу води

5.1. Визначення загального вмісту іонів кальцію та магнію

Високий вміст іонів кальцію та магнію у технологічній воді погіршує якість напоїв і негативно впливає на їх стійкість та харчові властивості. Для визначення загальної концентрації іонів кальцію і магнію використовують комплексонометричний метод. Він грунтується на здатності трилону Б (хелатону ІІІ, динатрієвої солі етилендіамінотетраоцтової кислоти, ЕДТА) утворювати з вищевказаними катіонами розчинні у воді внутрікомплексні сполуки за рахунок заміщення ними атомів водню карбоксильних груп з утворенням координаційних зв'язків.

Індикаторами комплексонометричного титрування є деякі азобарвники, що утворюють іонами кальцію і магнію комплекси, забарвлені інакше, ніж незв'язаний барвник. Комплексонометричне визначення виконують при такому значенні pH, при якому катіони металів утворюють з трилоном Б стійкішу сполуку, ніж з індикатором. Зміна забарвлення титрованого розчину у точці еквівалентності відбувається внаслідок меншої стійкості комплексів катіон-індикатор, порівняно з комплексами катіон-трилон Б.

Таблиця 14

^{Зміна забарвлення індикаторів косм3ексонометричного визначення іонів Са2+ та Mg}2+

Найменування індикатора	Забарвлення розчину індикатора
	у присутності·іонів Са2+ · Mg2+	у незв'язаному вигляді
Еріохром чорний Т	винно-червоне	синє з зеленим відтінком
Кислотний хром темно-синій	рожево-червоне	синьо-бузкове
Кислотний хром синій К	рожево-червоне	синьо-фіолетове

Найчастіше використовують індикатор еріохром чорний Т (кислотний хром чорний спеціальний, хромоген чорний спеціальний ЕТ-00); також застосовують - кислотний хром темно-синій або кислотний хром синій К. Забарвлення індикаторів змінюється при величин· pH > 10 (табл.14), яка встановлюється додаваням аміачного буферного розчину.

На результати визначення загального вмісту іонів кальцію і магнію негативно впливає наявність у воді іонів міді, цинку, марганцю та високий вміст гідрокарбонат-·онів. Точність аналізу при титруванні 100 см³ проби води становить 0.05 мг-екв/дм³.

Прилади і реактиви: конічна колба; піпетки на 100 і 1 см³; мірний циліндр; шпатель; 0.1 н. розчин трилону Б; 0.1 н. розчин HCl; аміачний буферний розчин; 1%-й розчин NH₂OH*HCl; 0.5%-й розчин хромогену чорного (кислотного хрому синього К) або суха суміш хромогену чорного з NaCl (1:200 мас.); 1.6%-й розчин Na₂S.

Порядок виконання роботи

У коні·чну колбу піпеткою вносять 100 см³ відфільтрованої досліджуваної води. Загальна концентрація іоні·в кальцію та магнію в аналізованому об'ємі води не повинна перевищувати 0.5 мг-екв.

У колбу додають 5 см3 буферного розчину, 5-7 краплин 0.5%-го розчину індикатора (або приблизно 0.1 г суміші хромогену чорного з NaCl) і титрують при інтенсивному перемішуванні 0.1 н. розчином трилону Б до появи у точці еквівалентності відповідного забарвлення індикатора (табл.14).

Якщо на титрування витрачено більше, ніж 5 см³ 0.1 н. розчину трилону Б, то аналіз повторюють з меншою кількістю досліджуваної води, розведеної до об'єму 100 см3 дистильованою водою.

Нечітка зміна забарвлення у точці еквівалентності вказує на наявність у воді іонів міді та цинку. Для усунення їх впливу у колбу додають 1-2 см3 1.6%-го розчину Na₂S і· виконують аналіз за вищевказаною методикою.

Якщо після додавання буферного розчину та індикатора титрований розчин поступово знебарвлюється і набуває сірого кольору - це свідчить про присутність у воді іонів марганцю. У цьому випадку у колбу додають п'ять краплин 1%-о розчину NH₂OH*HCl і виконують аналіз.

Якщо титрування набуває тривалого характеру (більше 5 хв), а розчин у точці еквівалентності має нестійке і нечітке забарвлення - це зумовлено високою лужністю води. Її вплив усувають додаванням до аналізованої проби води (до внесення реактивів) 0.1 н. розчину HCl у кількості, необхідній для нейтралізації лужності, з наступним кип'ят·нням чи продуванням проби повітрям протягом 5 хв. Після цього додають буферний розчин, індикатор і виконують аналіз.

Загальний вміст іон·в кальцію і магнію (у мг-екв/дм3) розраховують за формулою

С_{Са(2+),Мg(2+)} = V₁ · N₁ · 1000 / V, (22)

де V₁ - об'єм розчину трилону Б, витрачений на титрування, см³;

N₁ - нормальність розчину трилону Б, г-екв/дм³;

Vі- об'єм досліджуваної води, взятої на аналіз, см³.