2. Определение карбонатной жесткости воды

В условиях сельского хозяйства жесткость природных вод изучают, чтобы выяснить их пригодность для растениеводства и животноводства, а также для технических целей (охлаждения двигателей тракторов, автомашин и т.д.). Поэтому определение карбонатной жесткости воды имеет большое практическое значение.

Теоретическая часть.

Установлено, что жесткость обусловлена присутствием в воде растворимых солей кальция и магния и она подразделяется на:

Карбонатную жесткость, которая зависит от содержания в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Она почти полностью устраняется кипячением, при котором гидрокарбонаты разлагаются:

Са(НСО₃)₂ = СаСО₃ + СО₂ + Н₂О

поэтому карбонатную жесткость называют также устранимой или временной.

Некарбонатную жесткость, которая вызывается присутствием в воде сульфатов (а также хлоридов) кальция или магния. Кипячением она не устраняется и поэтому называется постоянной. Сумма карбонатной и некарбонатной жесткости дает общую жесткость воды.

жесткость принято выражать количеством миллиэквивалентов кальция и магния в 1 л воды. Практически при этом указывают нормальную концентрацию раствора солей, умноженную на 1000.

Карбонатную жесткость определяют титрованием определенного объема воды раствором НС1 с метиловым оранжевым. Химизм процесса выражается уравнениями:

Са(НСО₃)₂ + 2НСl = СаС1₂ + 2СО₂ + 2Н₂О или

Мg(НСО₃)₂ + 2НС1 = MgС1₂ + 2СО₂ + 2Н₂О

С помощью стандартизированного раствора хлороводородной кислоты определяют не только содержание щелочей, но и некоторых солей.

Существуют и другие методы определения жесткости природных вод.

Практическая часть

• В коническую колбу отмерьте пипеткой 100,0 мл анализируемой воды;

• прибавьте 2 – 3 капли метилового оранжевого;

• титруйте раствором НС1 до перехода желтой окраски индикатора в бледно-розовую.

• Повторите титрование до трех сходящихся результатов, которые занесите в табл. 1.

Таблица 1

№ отсчета V	1	2	3	Среднее
Значение

Рассчитайте жесткость по формуле:

где; V_HCl – средний объем соляной кислоты, пошедший на титрование; N_HCl – нормальная концентрация раствора соляной кислоты; V_H2O – объем воды, взятый для титрования.

Лабораторная работа № 2

1. Стандартизация раствора гидроксида натрия

2. Определение соляной и уксусной кислот при их совместном присутствии в растворе

1. Стандартизация раствора гидроксида натрия

Готовят стандартный раствор щавелевой кислоты, затем стандартизируют раствор щелочи по щавелевой кислоте.

Приготовление 100 мл стандартного раствора щавелевой кислоты

Взаимодействие щавелевой кислоты с гидроксидом натрия происходит по уравнению:

Н₂С₂О₄ + 2NаОН = Na₂С₂О₄ + 2Н₂О

поэтому эквивалентная масса Н₂С₂О₄*2H₂O равна 126,07 / 2 = 63,04 г/моль. Для установки титра раствора гидроксида натрия вполне достаточно 100 мл раствора щавелевой кислоты с концентрацией около 0,1 н. Следовательно, навеска Н₂С₂О₄*2H₂O должна составлять приблизительно 0,6304 г (m).

• Получите у преподавателя маленькую пробирку со свежеперекристаллизованной щавелевой кислотой и взвесьте на аналитических весах;

• пользуясь воронкой, перенесите содержимое пробирки в мерную колбу вместимостью 100 мл (V);

• снова взвесьте пробирку и по разности найдите величину навески;

• растворите навеску в дистиллированной воде, уберите воронку и доведите объем раствора до метки в мерной колбе;

Вычислите титр и нормальную концентрацию щавелевой кислоты:

Т = m/V; N = T*1000/100

Стандартизация раствора гидроксида натрия по щавелевой кислоте

• Тщательно вымытую бюретку ополосните раствором гидроксида натрия, заполните им ее "носик" и, убрав воронку, установите мениск жидкости на нулевом делении;

• ополосните пипетку стандартным раствором щавелевой кислоты;

• перенесите 10,00 мл ее в коническую колбу;

• прибавьте каплю фенолфталеина и титруйте раствором щелочи до появления бледно-малиновой окраски, не исчезающей при взбалтывании в течение одной минуты.

• Титрование повторяйте до получения трех сходящихся результатов (V), т.е. пока отсчеты будут отличаться друг от друга не более чем на 0,1 мл, данные занесите в таблицу 4.

Таблица 4

№ результата (V)	1	2	3	Среднее
Значение

Нормальную концентрацию кислоты определите по формуле:

где: N_NaOH – нормальная концентрация щелочи; V_щк – объем щавелевой кислоты, взятый на титрование (объем пипетки); V_NaOH – средний объем щелочи, пошедший на титрование.

раторная работа № 5