Лабораторная работа № 15 Определение содержания карбонат- и гидрокарбонат-анионов
Титрование карбонат-аниона
В колбу для титрования пипеткой отберите 10 мл анализируемой воды. Добавьте 3 – 4 капли раствора фенолфталеина. При отсутствии окрашивания раствора либо при слабо-розовом окрашивании считают, что карбонат-анион в пробе отсутствует (рН пробы меньше 8.0 – 8.2). Оттитруйте пробу 0.05 н раствором соляной кислоты до бледно-розовой окраски (практически бесцветной), и определите объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование по фенолфталеину (VФФ, мл). Раствор после титрования карбонат-аниона оставьте для дальнейшего определения в нем массовой концентрации гидрокарбонат-аниона. Рассчитайте массовую концентрацию карбонат-аниона (СК) в мг/л:
где VФФ – объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование с индикатором фенолфталеином, мл; СHCl – нормальная концентрация раствора соляной кислоты (0.0500 н); – объем анализируемой воды, мл; ЭК – эквивалентная масса карбонат-аниона в соответствующей реакции (60); 1000 – коэффициент пересчета единиц измерений.
Титрование гидрокарбонат-аниона
Используйте раствор после определения карбонат-аниона. Добавьте 1 каплю раствора метилового оранжевого. Оттитруйте пробу 0.05 н раствором соляной кислоты при перемешивании до перехода желтой окраски в оранжевую, определите объем раствора, израсходованного на титрование по метилоранжу (VМО, мл). Определите также суммарный объем, израсходованный на титрование карбоната и гидрокарбоната. Рассчитайте массовую концентрацию гидрокарбонат-аниона (СГК) в мг/л
где VМО – объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование с индикатором метиловым оранжевым, мл; СHCl – нормальная концентрация раствора соляной кислоты (0.0500 н); – объем анализируемой воды, мл; ЭГК – эквивалентная масса гидрокарбонат-аниона (61); 1000 – коэффициент пересчета единиц измерений.
Определение ионных форм, обуславливающих потребление кислоты на титрование
В зависимости от соотношения между количествами кислоты, израсходованными на титрование по фенолфталеину (VФФ) и метилоранжу (VМО), по таблице 9 выберите подходящий вариант для вычисления ионных форм, обуславливающих потребление кислоты при титровании. В соответствии с данной таблицей: если при добавлении фенолфталеина раствор не приобретает окраски или слегка розовеет, то потребление кислоты обусловлено присутствием только гидрокарбонатов; если потребление кислоты при титровании по фенолфталеину равно общему потреблению кислоты при титровании, то потребление кислоты обусловлено присутствием только гидроксил-ионов и т.д.
Таблица 9
Определение ионных форм,
обуславливающих потребление кислоты на титрование
Соотношение между VФФ и VМО |
Вклад ионных форм в потребление кислоты |
||
VОН (ОН-) |
VК (СО32-) |
VГК (НСО3-) |
|
VФФ = 0 |
0 |
0 |
VМО |
2VФФ < VМО |
0 |
2VФФ |
VМО - 2VФФ |
2VФФ = VМО |
0 |
VМО |
0 |
2VФФ > VМО |
2VФФ - VМО |
2(VМО - VФФ) |
0 |
VФФ = VМО |
VМО |
0 |
0 |
Расчет массовой концентрации карбонат- и гидрокарбонат-анионов
Определите по табл. 9 вклад различных ионных форм в потребление кислоты при титровании (VK, VГК). Рассчитайте массовую концентрацию карбонат-аниона (СК) в мг/л по упрощенной формуле: СК = VК×300. Рассчитайте массовую концентрацию гидрокарбонат-аниона (СГК) в мг/л по упрощенной формуле: СГК = VГК×305.
Расчет карбонатной жесткости
Определите карбонатную жесткость (ЖК) в мг-экв/л:
ЖК = СК×0.0333+СГК×0.0164.
Расчет щелочности
Рассчитайте значение свободной (ЩСВ) и общей (ЩО) щелочности в мг-экв/л:
ЩСВ = VФ×5; ЩО=VМО×5.
Величина карбонатной жесткости для поверхностных природных вод принимается равной величине общей щелочности (мг-экв/л).