3.4. Жесткость воды

Определяют общую, кальциевую и магниевую жесткость.

Общая жесткость воды характеризует суммарную концентрацию ионов кальция (кальциевая жесткость) и магния (магниевая жесткость), мг-экв/л.

В зависимости от анионов, с которыми взаимодействуют катионы жесткости (Mg²⁺, Ca²⁺), различают карбонатную и некарбонатную жесткость.

Карбонатная жесткость обусловлена присутствием в воде карбонатов кальция и магния. Некорбанатная  содержанием в воде, главным образом, сульфатов и хлоридов кальция и магния. Карбонатная и некарбонатная жесткость могут быть рассчитаны на основании определения общей, кальциевой жесткости и концентраций сульфатов и хлоридов.

3.4.1.Общая жесткость воды Сущность метода

Определение жесткости проводят комплексонометрическим методом с двунатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты (Трилоном Б, Na₂H₂R):

NaOOC – H₂C CH₂OOH

N – CH₂ – CH₂ – N (11)

HOOC – H₂C CH₂OONa

Титрование проводят в щелочной среде в присутствии индикатора ( хромоген черный ЕТ-00, эриохром черный Т, кислотный хром темно-синий, точка эквивалентности при рН~10).

При титровании раствора Трилоном Б происходит разрушение комплекса металла с индикатором (Me²⁺ [Ind]) и образование более прочного комплекса металла с Трилоном Б:

Me²⁺[Ind] + Na₂H₂R Na₂[ MeR ] + Ind + 2 H⁺, (12)

где Me  Ca, Mg; R  радикал этилендиаминтетрауксусной кислоты.

Условия применимости. Метод применим при минимальной жесткости ~0.05 мг-экв/л. При жесткости выше 20 мг-экв/л можно проводить титрование пробы 0,1 н Раствором трилона Б. При жесткости от 0,5 до 20 мг-экв/л  0,05 н. раствором трилона Б и при жесткости менее 0,5 мг-экв/л  применяется раствор концентрации 0,01 н.

Мешающие влияния. Определению жесткости мешают железо, цинк, медь, олово, марганец, так как применяемы индикаторы чувствительны к присутствию данных катионов. Для устранения мешающего влияния в пробу добавляют сульфид натрия, а в случае присутствия марганца  солянокислый гидроксиламин.

Реактивы и оборудование

• исследуемая проба;

• 1% раствор солянокислого гидроксиламина;

• 2–5% раствор сульфида натрия;

• буферный раствор (рН=10);

• индикатор (хромоген черный ЕТ-00, эриохром черный Т, кислотный хром темно-синий);

• трилон Б;

• 0,1 н соляная кислота.

Проведение анализа

Определение общей жесткости. Для анализа берут пипеткой 100 мл пробы (или меньшее количество при высокой жесткости, доводя объем до 100 мл), если необходимо добавляют 2 мл раствора солянокислого гидроксиламина (1%) и 1 мл раствора сульфида натрия (2...5%), 5 мл буферного раствора (рН=10) и 0,1–0,2 г индикатора. После перемешивания пробу титруют трилоном Б до перехода окраски из винно-красной до синей.

Общую жесткость пробы х, мг-экв/л, вычисляют по формуле:

(13)

где N – нормальность раствора трилона Б;

V – количество раствора трилона Б, израсходанного на титрование, мл.

В кислой среде необходимо параллельно определить кислотность, а затем в пробу для определения жесткости добавить эквивалентное количество щелочи, пошедшее на нейтрализацию кислотности и производить определение обычным способом.