7.2. Формы выражения результатов химического анализа воды

С целью определения химического состава растворенных в воде веществ производят химический анализ воды.

Полнота и характер анализа могут быть различными. В практике применяются общие, сокращенные и специальные анализы воды в зависимости от задач и целей исследований. Анализы производятся в полевых и стационарных условиях.

Результаты химического анализа воды могут быть представлены в различных формах. Различают ионно-весовую, эквивалентную и процент-эквивалентную формы выражения химических анализов.

Ионно-весовая форма – основная форма выражения результатов анализа, представляет собой выражение ионно-солевого состава подземных вод в виде весовых количеств отдельных ионов в миллиграммах или граммах на 1 л воды, а для минерализованных вод и рассолов – на 1 кг воды.

Однако для полной характеристики свойств воды ионная форма выражения анализа недостаточна. Поэтому наряду с ионной формой пользуются миллиграмм-эквивалентной (мг-экв) формой выражения анализа, наиболее полно отражающей внутреннюю химическую природу входящих в состав воды веществ и ее важнейшие свойства.

Эквивалентная форма основана на том положении, что ионы в растворе реагируют между собой не в равных весовых количествах, а в эквивалентных количествах, зависящих от массы иона и их валентности. Эквивалентным весом иона называется частное от деления его ионной массы на валентность, например: эквивалент Nа⁺ равен 23/1; Сl ^- – 35,5/1; Са²⁺ – 40/2. Следовательно, при реакции реагируют не 1 грамм Nа с 1 граммом Сl, а 1 эквивалент Nа⁺ с 1 эквивалентом Сl ^-.

Для перехода от ионно-весовой формы к мг-экв форме необходимо число миллиграммов каждого иона разделить на его эквивалентный вес, или умножить на коэффициент, представляющий величину, обратную эквивалентному весу. В табл. 5 представлены пересчетные коэффициенты для наиболее распространенных в подземных водах ионов. Если содержание какого-либо иона выражают в эквивалентной форме, то перед символом ставят знак «r» (реагирующая величина).

Согласно правилу Фрезениуса, все химические соединения, растворенные в водном растворе, реагируют между собой в эквивалентных количествах, т. е.

∑rК = ∑rА. (6)

Практически в полном анализе, когда все ионы определяются аналитически, точного совпадения цифр ввиду погрешностей анализа не бывает.

Для сопоставления химического состава природных вод различной минерализации и более ясного представления о соотношениях между ионами одной и той же воды проводится пересчет результатов анализа воды в процент-эквивалентную (%-экв) форму.

Таблица 5

Таблица эквивалентных масс и пересчетных коэффициентов

Анионы А	Эквивалентная масса	Пересчетный коэффициент	Катионы, К	Эквивалентная масса	Пересчетный коэффициент
Сl -	35,457	0,02820	Na+	22,997	0,04348
SO42-	48,033	0,02082	К+	39,098	0,02558
НСО3-	61,018	0,01639	Мg2+	12,160	0,08224
СО32-	30,005	0,03333	Са2+	20,040	0,04990
NO2-	46,008	0,02174	NH4+	18,040	0,05543
NО3-	62,008	0,01613	Fe2+	27,925	0,03581
PO43-	31,658	0,03159	Fе3+	18,617	0,05371

Для вычисления %-экв принимают сумму мг-экв анионов (∑гА), содержащихся в 1 л воды за 100 % и вычисляют процент содержания каждого аниона в мг-экв по отношению к этой сумме. Аналогично поступают и с катионами:

%-экв А = 100 х гА / ∑гА; %-экв К = 100 х гК / ∑гК. (7)

Результат анализа воды, выраженный в различных формах, представляют в виде табл. 6.

Таблица 6

Пример выражения результатов химического анализа воды

Катионы	Содержание			Анионы	Содержание
	мг/л	мг-экв/л	%-экв/л		мг/л	мг-экв/л	%-экв/л
Nа+	78	3,39	34	Сl-	125	3,53	36
К+	9	0,23	2	SО42-	83	1,73	17
Са2+	89	4,44	44	NО3-	5	0,08	1
Мg2+	24	1,97	20	НСО3-	282	4,62	46
Итого	200	10,03	100	Итого	495	9,96	100
рН=7,8