Работа 13. Метод комплексонометрии. Определение общей жесткости воды (для медико-профилактического факультета)

Вода, содержащая большое количество солей кальция и магния, называется жесткой. Жесткость воды определяется количеством ммоль экв ионов кальция и магния в 1 л воды. Жесткость природных вод меняется в широких пределах. Она различна в различных водоемах и в разное время года. Имеется следующая примерная классификация вод: до 4 ммоль экв/л – мягкая; 4-8 – средней жесткости; 8-12 – жесткая: 12 – очень жесткая.

Очень жесткая вода при нагревании дает накипь, затрудняет окраску и стирку, не годится для ряда производств.

Установлено, что жесткость воды влияет на состояние и деятельность сердечно-сосудистой системы.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:

1. Ознакомиться с возможностями метода трилонометрии.

2. Научиться записывать реакции образования внутрикомплексных соединений.

3. Познакомиться с условиями проведения анализа, выбором индикатора.

4. Освоить методику трилонометрического титрования.

5. Овладеть методикой трилонометрического определения содержания ионов кальция и магния в водопроводной воде.

6. Научиться на основании результатов титрования рассчитывать содержание ионов Са²⁺ и Mg²⁺ в воде.

ЗАДАНИЕ:

Выполните трилонометрическое определение содержания ионов Са²⁺ и Mg²⁺ и рассчитайте жесткость воды в ммоль экв/л. Представьте отчет.

Методические указания к выполнению работы:

Рабочий раствор: трилон Б С^Э = 0,01 моль экв/л.

Вспомогательный раствор: аммиачно-буферный (рН = 9,5-10,0).

Индикатор: хромоген черный.

Способ титрования: прямой.

Для установления точки эквивалентности используется индикатор хромоген черный, который в зависимости от рН раствора ионизирует по-разному:

H₃V ↔ H₂V^- + H⁺ ↔ HV^2- + 2H⁺ ↔ V^3- + 3H⁺

рН<6 pH=6 pH=7-11 pH>11,5

винно-красный синий оранжевый

При рН = 9,5-10,0 комплекс Mg²⁺ и Са²⁺ (Ме²⁺) с индикатором имеет винно-красную окраску:

Ме²⁺ + HV^2- → MeV^- + H⁺

синий винно-красный

П ри титровании трилоном Б в точке эквивалентности наблюдается полный переход металла из непрочного комплекса с индикатором в более прочный комплекс с трилоном Б, и винно-красная окраска меняется на синюю:

MeV^- + Na₂H₂I Na₂MeI + HV^2- + H⁺

в инно-красн. б/цветн. б/цветн. синяя

или:

В коническую колбу с помощью цилиндра отмерьте 20 мл воды. Добавьте 5 мл буферного раствора мерной пробиркой и несколько кристалликов индикатора. Исследуемый раствор приобретает винно-красную окраску. титруйте из бюретки трилоном до перехода винно-красной окраски в синюю. Показания бюретки отметьте с точностью до 0,1 мл. Титрование повторите до получения трех результатов, отличающихся не более чем на 0,1±0,2 мл. Результаты титрования занесите в табл. 16.

Исследуемый раствор: вода

По рассчитайте содержание ионов Mg²⁺, Са²⁺ в ммоль экв/л, т.е. жесткость воды, сделайте вывод.

Таблица 16

№ опыта	V иссл.р-ра, мл	Vтр., мл			Относит. ошибка	Жесткость воды, ммоль экв/л
1	20,0
2	20,0
3	20,0

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Почему определение ионов Mg²⁺, Са²⁺ необходимо проводить в щелочной среде?

2. Как рассчитывается эквивалент определяемого элемента в методе трилонометрии?

3. Возможны ли другие аспекты применения комплексонов в биологии и в медицине, кроме аналитических целей?

4. Какие вам известны методы уменьшения жесткости воды?

ЛИТЕРАТУРА:

1. С. 250-252; 2. С. 226; 4. С. 151-155; 6. С. 263-265.