Задание

Используя данные таблицы вычислите погрешность химического анализа подземной воды, определите ее класс, группу и наименование. Определите вид жесткости подземной воды. Запишите состав воды в виде формулы солевого состава. При решении задачи используйте приложения 1-3.

Приложение 1. Классификация подземных вод

1. По обшей минерализации, г/л: сверхпресные < 0,2; пресные 0,2...1; слабо­солоноватые 1...3; сильносолоноватые 3...10; соленые 10...35; рассольные > 35.

2. По температуре, °С: переохлажденные < 0; холодные 0...20; теплые 20…37; горячие 37...50; весьма горячие 50...100; перегретые > 100.

3. По степени жесткости, мг-экв/л: очень мягкие < 1,5; мягкие 1,5...3,0; умеренно жесткие 3,0...6,0; жесткие 6,0...9,0; очень жесткие > 9,0.

4. По величине рН: очень кислые рН < 5; кислые 5 ≤ рН < 7; нейтральные рН=7; щелочные 7 < рН ≤ 9; высокощелочные рН > 9.

Приложение 2. Коэффициенты для пересчета содержания в воде главных ионов из мг в мг-экв

Ионы	НСО3-	S042-	Сl-	Na+	Са2 +	Мg2 +
Коэффициент	0,0164	0,0208	0,02820	0,0435	0,0499	0,0822

Приложение 3. Химическая классификация состава воды по С.А. Щукареву

Принадлежность воды к тому или иному классу в соответствии со схемой определяется содержанием главных ионов в количестве более 25 %-экв.

Элемент	НСО3-	НСО3-, S042-,	НСО3-, S042-, Сl-	НСО3-, Сl-	S042-	S042-, Сl-	Сl-
Мg	1	8	15	22	29	36	43
Мg, Са	2	9	16	23	30	37	44
Са	3	10	17	24	31	38	45
Са, Na	4	11	18	25	32	39	46
Na	5	12	19	26	33	40	47
Мg, Са, Na	6	13	20	27	34	41	48
Мg, Na	7	14	21	28	35	42	49

Пример решения

Проводят пересчет данных анализа из мг/л в мг-экв/л, используя пересчетные коэффициенты (приложения 6). Результаты записывают в третий и седьмой столбцы табл. 3. Например, содержание в воде гидрокарбонат-иона равно: 293 * 0,0164 = 4,8 мг-экв/л, где 293 мг/л — содержание гидрокарбонат-иона по условию задачи; 0,0164 —пересчетный коэффициент для гидрокарбонат-иона.

Для определения погрешности результатов анализа отдельно суммируют содержание анионов и катионов, выраженное в мг-экв форме. Относительная погрешность анализа в нашем случае равна:

х = [|(11,2—11,1|)/(11,2 + 11,1)]*100≈ 0,45%.

Таблица 1

Анионы	Содержание			Катионы	Содержание
	мг/л	мг-экв/л	%-экв		мг/л	мг-экв/л	%-экв
НСО3-	293	4,8	43	Na+	218	9,5	86
SO42-	101	2,1	19	Ca2+	4	0,2	1
Cl-	152	4,3	38	Mg2+	17	1,4	13
Итого	546	11,2	100	Итого	239	11,1	100

Затем выражают химический состав воды в %-экв форме, приняв суммы анионов и катионов за 100 % каждую, полученные результаты записывают в четвертый и восьмой столбцы табл. 1.

В связи с тем, что при анализе воды сухой остаток не определялся, вычисляют его приближенно. При выпаривании все негазообразные вещества, кроме гидрокарбонат-иона, переходят в сухой остаток. Гидрокарбонат-ион распадается по уравнению: 2НСО₃^- + СО₃^2- + С0₂ + Н₂О. При этом в виде диоксида углерода и паров воды теряется около 0,5 его массы, точно 0,508. Экспериментально опреде­ленный сухой остаток всегда больше вычисленного (с учетом 0,5 НСО₃), иногда на 5...12 %. Учитывая это, общую минерализацию (сухой остаток) приближенно вы­числяют по формуле:

М =(1,05...1,12)(0,5НСО3^- + SО₄^2- + Сl^- + Nа⁺ + Са²⁺ + Мg²⁺). (3)

По данным варианта А, М ≈ 1,1(0,5* 293 + 101 +152 + 218 + 4 + 17) ≈ 638 мг/л.

По классификации Щукарева (приложение 3) вода называется хлоридно-гидрокарбонатная натриевая и относится к 26-му классу, группе А.

Далее составляют формулу солевого состава. Формула составляется в виде дроби, в числителе которой записывают анионный состав воды (%-экв) в убывающем порядке, а в знаменателе — катионный. Перед дробью записывают содержание газов и специфических элементов, если они имеются в воде, и общую минерализацию М.

После этого определяют общую жесткость воды как сумму катионов кальция и магния, выраженных в мг-экв/л: 0,2 +1,4 = 1,6 мг-экв/л. С привлечением данных приложения 5, вода данного варианта классифицируется как мягкая.

Вывод: таким образом, название воды: гидрокарбонатно-хлоридно-натриевая, проанализированная вода является пресной, холодной, мягкой, кислой, относится к 26 классу вод и группе А (по Щукареву).