4. Лабораторна робота.

ЗАГАЛЬНА КАРБОНАТНА І ЗАЛИШКОВА

КАРБОНАТНА ТВЕРДІСТЬ

Мета роботи. Засвоїти методики визначення усіх видів карбонатної твердості води. Набути навички розрахунків інших видів твердості.

Теоретична частина

Відомо, що карбонатна твердість (Т_КАр) відповідає кількості кальцій і магній гідрокарбонатів і карбонатів, тобто усувній (Т_ус) і залишковій (Т._1ЛЛ ) твердості:

Т_кар = Т_усАТ_зал (3.13)

Некарбонатна або стала твердість характеризується вмістом аніонів кальцію і магнію усіх інших аніонів, за винятком НС0₃' і Є0₃²'. Таким чином, між зазначеними видами твердості існує співвідношення:

^ТЗАГ = ^ТяЛ_ґ ^{+ Т}ст.’ (З-¹⁴)

де Т_ЗАГ — загальна твердість; Т_ст - стала твердість.

Метод визначення карбонатної твердості базується на взаємодії гідрокарбонатів і карбонатів води з хлоридною кислотою:

Са(НС0₃)₂ + 2НС1 СаС1₂ + 2С0₂Т + 2Н₂0; М_ё(НС0₃)₂ + 2НС1 -> MgCl₂ + 2С0₂Т + 2Н_гО; СаСОз + 2НС1 СаСІ₂ + С0₂1" + Н₂0; MgCOз + 2НС1 -> MgCl₂ + со₂Т+ н₂о.

Експериментальна частина

Устаткування і реактиви: мікробюретка на 50 мл, вимірю­вальна піпетка на 50 мл, фільтр “синя стрічка”, скляна лійка, мірна колба місткістю 200 мл, конічні колби місткістю 250 мл — 2 шт.; робочий розчин НС1 з С = 0,1 моль/л, розчин індикатора метилового оранжевого, проба води.

Хід аналізу

1. Визначення загальної карбонатної твердості: 100 мл аналізованої води в конічній колбі з метиловим оранжевим титрують розчином НС1 до оранжевого кольору, який не зникає під час кип’ятіння. Титрування проводять не менш 4 разів. Розрахунок Т обчислюють за формулою:

С_нг, ■ У_ИГ, ■ 1000 Тіс_іР_ = —— , ммоль екв/л,

Vн₇о

де С_нсі і У_нсі~ молярна концентрація і об’єм розчину поридноїкислоти.

2. Визначення залишкової карбонатної твердості: 200 мл однієї і тієї ж проби води, яку було проаналізовано в 3.2.3 і в попередньому досліді, кип’ятять у конічній колбі 1 год. Після охолодження до кімнатної температури переносять до мірної колби місткістю 200 мл і доводять до риски дистильованою водою. Фільтрують крізь паперовий фільтр, відбирають 100 мл піпеткою, переносять до конічної колби, додають 2 краплі індикатору метилового оранжевого і титрують хлоридною кислотою до оранжевого кольору.

Розрахунки експерименту. Результати вимірювань об’ємів дослідів 1 і 2 записати в таблицю, обчислити середній результат обох дослідів і усі необхідні параметри для визначення ймовірного результату вимірювання з ймовірностю 95% (Ч.ІІ, 1.2), розрахунки занести в таблицю результатів.

Обчислюють залишкову карбонатну твердість Т за

С_нг. ■ V_НГІ ■ 1000 формулою: Tja.ii. ~ у 5 ммоль екв/л,

^у н₂о

За формулою 3.13 обчислюють усувну, (гідрокарбонатну), твердість Т_ус. За формулою 3.14 і результатом визначення загальної твердості комплексонометричним методом (див. 3.2.3) розрахо­вують сталу твердість Т .

Vнеї	1.	2.	О	4.	г =	5р	Ткяг■ —
СІ/					і' =	V =	Т'ІАЛ. ~
II Уна	1.	2.	3.	4.	г" =	«Г	Тус.=
сГі					5 =	V =	Тст~

Запитання до захисту лабораторної роботи

1. Яка твердість має назву “залишкова”?

2. Чому в м’яких водах токсична дія міді відмечена при концентрації значно нижчій ніж у твердих?

3. Розгляньте класифікацію вод за параметром твердості.

4. Наведіть основні рівняння усунення твердості води.

5. Наведіть основні рівняння визначення твердості води різних видів.

6. Якій концентрації кальцій гідрогенкарбонату (%) відпові­дає м’яка вода з тимчасовою кальцієвою твердістю 2 ммоль екв/л

(Рводи= ^{1 Г/МЛ)?}

7. Визначити твердість води, якщо встановлено, що вона

містить 0.01% кальцій гідрогенкарбонату і 0.005% магній гідрогенкарбонату.

8. Визначити тип природної води, якщо при титруванні І 00 мл витрачено 2,29 мл комплексону III, С = 0,025 моль/л.