Жесткось воды

Теоретические пояснения.

Природная вода в своем составе всегда содержит различные примеси- соли и газы, механические примеси, находящиеся во взвешенном состоянии, эмульсии, гидрозоли и другие коллоидные образования и т.п. Соли, присутствующие в воде, вызывают жесткость воды.

Гидрокарбонаты кальция и магния обуславливают карбонатную жесткость. При нагревании воды растворенные гидрокарбонаты разлагаются и карбонатная жесткость при этом сильно снижается. Полного устранения карбонатной жесткости не происходит вследствие того, что карбонат кальция и особенно магния несколько растворим в воде.

Наряду с понятием «карбонатная жесткость» существует еще понятие об устранимой жесткости, на которую она понижается при десятиминутном кипячении воды. Жесткость, оставшаяся после кипячения воды, называется постоянной жесткостью.

Хлориды и сульфаты кальция и магния обуславливают некарбонатную жесткость воды. Сумма карбонатной и не карбонатной жесткости составляет общую жесткость. Жесткость выражают в виде суммы миллмоль-экви­валентов ионов кальция и магния, содержащихся в 1 л воды. 1 ммоль-экв (ммоль/л) жесткости отвечает содержанию 20,04 мг/л Са²⁺ или 12,16 мг/л Mg²⁺.

Различают очень мягкие, мягкие, средне жесткие, довольно жесткие, жесткие и очень жесткие воды. Один литр мягкой воды содержит 1,5-3,0 ммоль-экв, а жесткой 6,5-11,0 ммоль-экв Са²⁺.

Потенциометрический метод определения временной жесткости воды. Кривые титрования и выбор индикаторов.

Жесткость воды определяется аналитически.

Карбонатную (устранимую или временную) жесткость воды определяют титрованием воды соляной кислотой:

Са(НСО₃)₃ + 2НС1 = CaCI₂ + 2H₂O + 2СO₂

Mg(HCO₃) + 2НС1 = MgCl₂ + 2Н₂О + 2СО₂

Точку эквивалентности можно определить или потенциометрическм титрованием с помощью рН-метра (определение объема раствора соляной кислоты в точке скачка рН) или титрованием в присутствии кислотно-основных индикаторов (чаще всего метилового-оранжевого).

Для выбора соответствующего кислотно-основного индикатора необходимо строить интегральную кривую титрования, исходя из показателей потенциометрического титрования.

Для этого в электрохимической ячейке, куда опущены электроды, подключенные к рН - метру, осуществляют титрование воды раствором соляной кислоты, строят график зависимости рН от количества объема титранта и определяют интервал скачка рН.

После определения значения рН-скачка подбирается соответствующий индикатор исходя из их физико-химических показателей (см. табл.1).

Таблица 1. Характеристика наиболее часто применяемых кислотно-основных индикаторов.

№	И н д и к а т о р	Интервал перехода рН	Изменение окраски раствора при возрастании рН
1	О-крезоловый синий	0,2 - 1,9	красная желтая
2	Тимоловый синий	1,2 – 2,8	красная желтая
3	Метиловый оранжевый	3,1 – 4,4	красная оранжевая
4	Бромкрезоловый зеленый	3,8 – 5,4	желтая синяя
5	Бромметиловый зеленый	5,0 – 8,0	желтая синяя
6	Лакмус	5,0 –8,0	красна синяя
7	Бромтимоловый синий	6,0 – 7,6	желтая синяя
8	Феноловый красный	6,8 – 8,4	желтая красная
9	Фенолфталеин	8,0 – 9,6	бесцветная красная
10	Ализариновый желтый	10,0 – 12,0	бледно-лимон. желтый