Определение общей жесткости воды

Общую жесткость воды определяют комплексонометрическим титрованием. Метод основан на применении специального реактива - трилона Б (двузамещенная натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты):

HOOCH₂С CH₂COONa

\ /

N – CH₂ – CH₂ – N  2H₂O

/ \

NaOOCH₂С CH₂COOH

В основе метода лежит спо­собность трилона Б образовывать прочные комплексы с катионами многих металлов, в том числе с кальцием и магнием.

Схематически данное взаимодействие может быть выражено уравнением:

Ca²⁺ + Na₂H₂R = Na₂(CaR) + 2H⁺ ,

где R – радикал этилендиаминтетрауксусной кислоты.

Течению реакций благоприятствует слабощелочная среда, которая создается прибавлением аммиачного буферного раствора. Он представляет собой смесь слабого основания NH₄OH c его солью NH₄Cl и обладает способностью поддерживать рН раствора практически постоянным.

Если в раствор, содержащий ионы кальция или магния, ввести индикатор, дающий цветные соединения с этими ионами, то при добавлении трилона Б к такому окрашенному раствору произойдет изменение окраски в эквивалентной точке.

В качестве индикатора применяют хромоген черный.

Ход определения

В две конические колбы с помощью мерной посуды отмеряют по 100 мл водопроводной воды. Добавляют в эти же колбы по 5 мл буферной смеси и на кончике шпателя – индикатор хромоген черный до получения винно-красной окраски. Одна из колб служит контрольной. Далее титруют пробу из бюретки раствором трилона Б до тех пор, пока от одной капли трилона Б окраска перейдет из винно-красной в синюю. Титрование пов­торяют с новой порцией воды и при сходных результатах между двумя значениями объема трилона Б, пошедшего на титрование (разница не более 0,2 мл), находят среднее арифметическое значение.

Расчет общей жесткости воды производят по формуле

, (2)

где Ж_общ.– общая жесткость воды, ммоль/л; С _н(тр) – нормальная концентрация трилона Б, моль/л; V_(тр) – объем трилона Б, израсходованный на титрование, мл; – объем исследуемой пробы воды, мл.

Постоянную (некарбонатную) жесткость воды находят по разнос­ти общей и временной (карбонатной) жесткости

Ж_пост.= Ж_общ.– Ж_вр. (3)

По полученным данным характеризуют жесткость исследуемой воды.

Вопросы для самоконтроля и повторения

1. В чем суть качественного химического анализа?

2. С помощью каких реагентов можно обнаружить катионы Fe⁺³ и Fe⁺²?

3. С помощью какого реагента можно различить растворы солей, содержащих анионы Cl^-, Br^-, S^2-?

4. Какой количественный метод химического анализа используют для определения временной жесткости воды?

5. Каким методом определяют общую жесткость воды?

6. В чем суть титриметрического метода анализа?