Бихромат-кобальтты шкаласы бойынша судың түсін анықтау

Жеке ыдыстарда дистилгенген судың аздау мөлшерінде 0,0875 г калий бихроматын және 2,0 г СоSO₄ּ7Н₂О ерітеді. Тұздардың ерітніділерін араластырып, оған 1 мл концентрлі күкірт қышқылын (=1,81 г/мл) қосып, көлемін 1 л-ге жеткізеді.

Негізгі ерітіндінің 1 мл-і 5 градусқа сәйкес келеді. Шкала дайындау үшіннегізгі ерітнідінің 1 мл-не құрамында күкірт қышқылы бар ерітнідіні араластырады да, ерітіндінің жалпы көлемін 100 мл-ге жеткізеді (1 кесте). Шкаланы қараңғы жерде сақтау керек. Оны 2-3 айдан соң жаңарту қажет.

1–кесте. Калий бихроматының стандартты ерітіндісінің әртүрлі концентрациясына сәйкес келетін түс градустері

Түс градустері	5	10	15	20	25	30	40	50	60	70	80	90	100
Негізгі ерітін-дінің көлемі, мл	1	2	3	4	5	6	8	10	12	14	16	18	20

№ 3 – жұмыс. Судың тығыздығын анықтау

Таза судың тығыздығы температураға тәуелді. Ол 15 ⁰С кезінде 0,99913 г/мл, ал 20⁰С-та 0,99823 г/мл тең. Ал, табиғи және ағызынды сулардың тығыздығы, сол судағы еріген қосылыстарға тәуелді.

Судың тығыздығын ареометр көмегімен 0,001 дәлдікке дейін анықтауға болады. Зерттелінетін суды 100 мл-лік өлшегіш цилиндрге құйып, оған абайлап жаймен ареометр салады. Су деңгейі ареометр шкаласының аумағында болуы тиіс. Егер ареометр шкаласы су деңгейінен жоғары немесе төмен болса, онда басқа ареометрмен ауыстыру керек. Су бетінде ареометр шкаласының көрсеткен мәні, судың сол температурадағы тығыздығын көрсетеді.

Жұмыс жасау үшін мына сұрақтарға жауап беру керек.

1. Су молекуласының құрылымы қандай?

2. Судың аномальды кейбір қасиеттерін түсіндіріңіз?

3. Электролиттік диссоциация процесінде судың маңызы қандай?

4. Гидролиз процесінде судың маңызы қандай?

№ 4 – жұмыс. Судың жалпы қышқылдылығын анықтау

Табиғи судың қышқылдылығы, судың құрамында бос көмір қышқылының, сондай-ақ, әлсіз негіз және күшті қышқылдан түзілген ерімтл тұздардың қатысуына негізделген. Мұндай тұздар гидролизге түсе отырып, бос қышқылдар түзеді. Өнеркәсіптік ағызындылар құрамында, су қоймаларында жіберілер алдында нейтрализацияланатын бос қышқылдардың қатысуына негізделген қышқылдылық, екіншілік қышқылдықты (вторичную кислотность) сипаттайды. Әдетте, нейтрализациялаушыреагентті есепке ала отырып, тек біріншілік қышқылдылықты ғана назарға алады.

Судың қышқылдылығын нейтрализация тәсілімен анықтайды. Оның негізінде қышқылдың негізбен әрекеттесуі (нейтрализация әдісі) жатыр:

Н⁺ + ОН^- Н₂О

Әрекеттесуші қышқыл мен негіздің концентрациясына байланысты эквивалент нүктесінде ерітінді нейтралды, әлсіз қышқылды және әлсіз сілтілік болуы мүмкін. Күшті қышқыл мен күшті негіздің әрекеттесуі кезінде түзілген тұздар гидролизге ұшырамайды, мысалы:

HCl + NaOH  NaCl + H₂O

Бұл жағдайда титрлеу кезінде алынған ерітінді нейтралды, (рН шамамен 7) және эквивалент нүктесін анықтау үшін индикатор ретінде лакмус, фенолфталеин және метил сарыны қолдануға болады. Егер әлсіз қышқылды күшті негізбен нейтралдаса, онда эквивалент нүктесінде, түзілген тұздың гидролизденуі арқасында реакция сілтілі болады, мысалы:

CO₂+NaOH  NaHCO₃

NaHCO₃ + H₂O NaOH + CO₂+ H₂O

Титрлеу қисығының қатесін төмендету үшін сілтілі ортада ерітінді бояуын өзгертетін индикатор қолдану қажет. Мұндай индикатор ретінде фенолфталеин қолданады.

Егер күшті қышқылды әлсіз негізбен нейтралдаса, онда эквивалент нүктесінде, түзілген тұздың гидролизденуі әсерінен реакция қышқылды болады, мысалы:

NH₄OH + HCl  NH₄Cl + H₂O

NH₄Cl + H₂O  HCl + NH₃ + H₂O

Бұл жағдайда қышқыл ортада ерітінді бояуын өзгертетін метил сары индикаторы қолданылады.

Сонымен, табиғи суларда болатын қышқылдардың диссоциациялану дәрежесі аз мәнге ие, яғни әлсіз болып табылады. Қышқылдықты анықтауда жұмысшы ерітінді ретінде натрий гидроксидін алады және фенолфталеин қатысында титрлейді.

Қолданылатын реактивтер: 0,1 н натрий гидроксиді ерітіндісі, 0,1 -ті спирттегі фенолфталеин ерітіндісі.

Анықтау жолы: сыйымдылығы 250 мл колбаға пипеткамен 100 мл зерттелетін судан өлшеп алады да, 2-3 тамшы фенолфталеин қосады. Сынаманы 0,1н натрий гидроксиді ерітіндісімен 1-2 мин аралығында жоғалып кетпейтіндей әлсіз қызғылт түсті бояу пайда болғанша титрлейді.

Қышқылдылықты мына формула бойынша есептейді:

X=V₁ּ N ּ1000/V₂

Мұндағы, Х – судың қышқылдылығы, мэкв/л;

V₁ – сынаманы титрлеуге кеткен 0,1 н натрий гидроксиді ерітіндісінің көлемі, мл;

N – натрий гидроксиді жұмысшы ерітінсінің нормальдылығы;

V₂ – зерттелетін судың көлемі, мл.

№ 5 – жұмыс. Судың сілтілігін анықтау

Судың жалпы сілтілігі, бос гидрототықтардың, сондай-ақ, әлсіз қышқыл мен күшті негіздің тұздарына негізделген. Мұндай тұздар гидролизденіп, бос гидрокисльді иондар түзеді. Әдетте, табиғи суларда сілтілік, гидрокарбонаттар (гидрокарбонатты) концентрациясымен, ал сілтілі суларда карбонаттар (карбонатты) концентрациялармен сипатталарды. Ерімтал гидроксидтерге негізделген сілтілік гидратты деп аталады және 1 л суды нейтралдауға қажетті қышқыл көлемімен анықталады.

Қолданылатын реактивтер: 0,1н тұз қышқылының ерітнідісі; 0,03 -ті метил сары ерітіндісі.

Анықтау жолы: сыйымдылығы 250 мл колбаға пипеткамен 100 мл зерттелетін судан өлшеп алады да, оған 2-3 тамшы метил сары қосады. Сынаманы 0,1н тұз қышқылының жұмысшы ерітіндісімен сары түсті бояудың қызғылт сары (оранжевую) түске өткенінше титрлейді.

Сілтілілікті мына формула бойынша есептейді:

Щ₀=V₁ּ N ּ1000/V₂

Мұндағы, Щ₀ – судың сілтілілігі, мэкв/л;

V₁ – сынаманы титрлеуге кеткен 0,1н тұз қышқылы

ерітіндісінің көлемі, мл;

N – тұз қышқылы жұмысшы ерітінсінің нормальдылығы;

V₂ – зерттелетін судың көлемі, мл.

№ 6 – жұмыс. Судың кермектігін анықтау

Екі колбаға 100 мл-ден кәдімгі су құйып, әрқайсысына 5-6 тамшы метилоранж тамызу. Бірінші колбаға салыстыру үшін қалдырылады, екінші колбадағы суды тұз қышқылының 0,1 н. ерітіндісімен түсі сарыдан қына сарыға ауысқанға дейін титрленеді. Титрлеуді 2-3 рет қайталап, жұмсалған қышқыл көлемінің орта мәнін есептеуге алу.

Судың уақытша кермектігін мынадай формуламен есептеу:

мұндағы, V_HCl – қышқылдың көлемі, мл;

C_HCl – қышқылдың эквиваленттік концентрациясы, моль/л;

V_H2O – судың көлемі, мл.