6Водоподготовка

6.1Реактивы и оборудование

1,5 дм³ негазированной бутилированной воды;

Аммиачный буфер;

0,1 н раствор трилона Б;

Индикатор хромоген;

0,1 н раствор HCl;

1 н раствор СuSO₄;

10% раствор HCl;

3 конические колбы вместимостью 250 см³;

Стакан мерный на 1 дм³;

Стакан мерный на 200 см³.

6.2Ход работы

1. Подготовка катионита. Через колонку с катионитом пропускают 500 см³ исследуемой воды, для полного вытеснения дистиллированной воды из катионита. Уровень воды при этом не должен опускаться ниже края катионита. Пропущенную воду отбрасывают.

2. Кабонатная жесткость. Пробу анализируемой воды помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, добавляют 5 см³ аммиачного буфера, индикатора хромогена до устойчивой окраски и медленно титруют раствор 0,1 н раствором трилона Б до перехода темно-красной окраски в серовато‑синюю. Общую жесткость воды Ж_О (мг-экв/дм³) вычисляют по формуле:

,

6.2.1.1

где:

υ₁ – объем 0,1 н раствора трилона Б, израсходованный на титрование пробы, см³;

c_n – нормальная концентрация раствора трилона Б;

υ₂ – объем исследуемой пробы воды, см³.

Пропускают через подготовленный катионит 3 пробы по 100 см³ анализируемой воды и определяют общую жесткость умягченной воды.

3. Карбонатная жесткость. Титруют 100 см³ анализируемой воды 0,1 н HCl с индикатором метиловым оранжевым до перехода окраски в розовую. Карбонатную жесткость (мг-экв/дм³) рассчитывают по формуле:

6.2.1.2

где

c_n – нормальная концентрация раствора HCl;

υ₁ – объем HCl, затраченный на титрование, см³;

υ₂ – объем воды, взятый для анализа, см³.

Пропускают через подготовленный катионит 3 пробы по 100 см³ анализируемой воды и определяют карбонатную жесткость умягченной воды.

4. Некарбонатная жесткость определяется по разности между общей и карбонатной жесткостью.

Эффективности применяемых для умягчения методов характеризуется степенью умягчения воды, определяемой отношением жесткости воды (общей, карбонатной, некарбонатной) после умягчения и жесткости исходной воды:

или ; , где

η_у.о., η_у.к. и η_у.н. – степень умягчения для общей, карбонатной и некарбонатной жесткости воды соответственно.

5. Для определения емкости катионита через колонку с катионитом пропускают раствор сульфата меди. Приблизительно через 20 с после начала пропускания раствора сульфата меди отмечают линию «старта» и включают секундомер. Вытекающий раствор собирают в мерный цилиндр. После прохождения сорбционным фронтом расстояния 10 см, закрывают нижний кран и отмечают линию «финиша». Измеряют объем пропущенного раствора и длину пути перемещения сорбционного фронта. Регенерируют колонку, пропуская раствор соляной кислоты.

Полученные данные заносят в таблицу.

Диаметр колонки D(cм)
Площадь сечения, S(см2)
Доля свободного сечения колонки, х	0,38
Концентрация ионов меди в растворе, С0(моль/см3)	0,001
Время прохождения, τпр(с)
Длина пути, z(cм)
Объемная скорость,W(см3/с)

По измеренным величинам рассчитывают линейную скорость раствора (cм/с):

;

рассчитывают скорость движения фронта u(cм/с):

;

зная величину входной концентрации С₀ СuSO₄, определяют значение величины емкости ионита m₀(моль/мл) по формуле: