5.1 Визначення лужності

Теоретичні відомості. Лужність обумовлюється сумою бікарбонатів, що містяться у воді, карбонатів і гідратів, а також інших солей слабких кислот, що вступають у реакцію з кислотою. Лужність виражають у мг-екв/дм³.

Практично, лужність відповідає концентрації гідрокарбонатних йонів (НСО₃^-), якщо у воді відсутні карбонати (СО₃^2-). Концентрація гідрокарбонатних йонів у мг визначається множенням величини лужності на еквівалент НСО₃^-, який дорівнює 61. Таким чином, лужністю називають вміст у воді речовин, що вступають у реакцію із сильними кислотами, тобто з йонами водню. Витрата кислоти виражає загальну лужність води (m). У звичайних природних водах лужність залежить, як правило, тільки від гідрокарбонатів лужноземельних металів. У цьому випадку значення рН води не перевищує 8,3. Загальна лужність практично тотожна карбонатній жорсткості і відповідає вмісту гідрокарбонатів. Наявність розчинних карбонатів підвищує значення рН більш 8,3. Та частина загальної лужності, що відповідає кількості кислоти, потрібному для зниження рН до 8,3, називається вільною лужністю води (р). Лужність визначають титруванням води розчином сильної кислоти. Кількість розчину, витраченого до досягнення рН = 8,3 еквівалентно вільної лужності. Кількість необхідне для досягнення рН 4,5 еквівалентно загальної лужності. Якщо рН води менше 4,5, то її лужність дорівнює 0. Лужність, особливо вільну, варто визначати негайно після відбору проби.

Обладнання і реактиви: рН-метр; піпетки мірні на 10, 20, 50, 100 см³, циліндр мірний на 25, 50 см³; колбі конічні на 250 см³; бюретка мірна на 25 см³; хлорна кислота 0,1 н розчин; фенолфталеїн 0,5 %-й розчин; змішаний індикатор: розчиняють 0,03 г метилового червоного і 0,20 г бромкрезолового зеленого в 150 см³ 96 %-ного етилового спирту і рН установлюють так, щоб індикатор мав брудно-сірий колір; метиловий оранжевий 0,08 %-й розчин.

5.1.1 Визначення вільної лужності (р)

Порядок роботи

1 Відміряють 100 см³ проби. Воду з високою лужністю беруть у меншій кількості і доводять обсяг до 100 см³ прокип’яченою й охолодженою дистильованою водою.

2 Додають 0,1 см³ (2 краплі) розчину фенолфталеїну і титрують на білому тлі 0,1 н розчином НСl до повного знебарвлення.

5.1.2 Визначення загальної лужності (m)

Порядок роботи

1 Відмірюють 100 см³ проби чи використовують розчин після визначення вільної лужності, додають 0,15 см³ (3 краплі) змішаного індикатора чи 0,1 см³ (2 краплі) метилового оранжевого.

2 Продувають повітрям і одночасно титрують на білому тлі 0,1 н розчином НCl до моменту, коли зелене фарбування змішаного індикатора перейде в брудно-сіре чи до початку переходу фарбування метилового оранжевого з жовтого в оранжеве.

Порядок обробки експериментальних даних

Вільну лужність (р) і загальну лужність (m) визначають за формулами:

, мг-екв/дм³ (5.2)

, мг-екв/дм³ (5.3)

де a - об’єм 0,1 н розчину НCl, витрачений на титрування по фенолфталеїну до рН = 8,3, см³;

b – об’єм 0,1 н розчину НCl, витрачений на титрування по змішаному індикатору до рН = 4,5, см³;

k - коефіцієнт поправки для приведення концентрації розчину НСl до точно 0,1 н;

V – об’єм проби, взятої на аналіз, см³;