4009

1

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Л.А. Карпова

ХИМИЯ ВОДЫ

Учебно-методическое пособие

по выполнению лабораторных работ для обучающихся по дисциплине «Химия воды и микробиология» по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений населенных пунктов

Часть I

Нижний Новгород

2016

3

УДК

Карпова Л.А. / Химия воды.Часть1 [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / Л.А. Карпова; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 49с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW)

В пособии даются рекомендации к проведению лабораторных работ и рассматриваются вопросы по технике безопасности при их выполнении. Описываются основные физико-химические показатели качества воды и методики их определения.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Химия воды и микробиология» направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений населенных пунктов.

4

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

5

ВВЕДЕНИЕ

Под химическим составом воды понимают весь сложный комплекс веществ, присутствующих в воде в истинно растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. В ее состав входят растворенные газы, различные минеральные и органические вещества, а также микроорганизмы.

биохимические процессы. Очень сильно состав природных поверхностных вод зависит от сезона года, от количества выпавших атмосферных осадков, а также от попадания в источники сточных вод. Подземные природные воды

контролируемых показателей качества воды определяется требованиями потребителя.

Особые требования предъявляются к качеству питьевой воды, которое

При химическом анализе воды определяют ее активную реакцию, растворенные в воде газы, катионы, анионы, металлы, органические соединения, жесткость, кислотность, щелочность, перманганатную (ПО) и бихроматную (ХПК) окисляемости.

Микробиологический анализ включает определение общего микробного числа(ОМЧ), наличие термотолерантных колиформных бактерий (ТКБ), общих колиформных бактерий (ОКБ) и колифагов.

Для получения достоверных результатов необходимо соблюдать изложенные в нормативных документах требования к проведению анализа и к качеству применяемых реактивов.

6

ПРАВИЛА РАБОТЫ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ЛАБОРАТОРИИ

При выполнении лабораторных работ необходимо строго соблюдать все указания преподавателя, помнить, что неаккуратность, невнимательность, незнание свойств веществ, с которыми ведется работа, могут повлечь за собой несчастный случай. При работе с реактивами следует всегда помнить, что химические вещества в большинстве своем ядовиты.

Поэтому каждому студенту, работающему в химической лаборатории, необходимо знать и соблюдать следующие правила:

1.К лабораторной работе разрешается приступать только в присутствии преподавателя или сотрудника лаборатории.

2.Рабочее место содержать в чистоте, не загромождать его лишней посудой и посторонними предметами.

3.Приступая к работе, следует ознакомиться с методикой, осмыслить этапы ее выполнения, проверить наличие необходимой посуды и реактивов. На каждой емкости с реактивом должна быть наклеена этикетка с указанием его названия и концентрации. Посуда должна быть чистой, без сколов и трещин.

4.Работу проводить в точном соответствии с ее описанием. Реактивы брать в количествах, указанных в руководстве, и строго придерживаться очередности их добавления.

5.Избыток отобранного реактива не следует возвращать назад в емкость, чтобы не испортить реактив.

6.Следует соблюдать осторожность при открывании емкостей с реактивами. Нельзя ее открывать, держа в руках. Следует поставить емкость на стол и только после этого открыть. После отбора реактива емкость сразу закрыть пробкой и поставить на место.

7.Для отмеривания жидких реактивов используют мерную посуду: пипетки, бюретки, мензурки, цилиндры.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ засасывать растворы в пипетки ртом. Для этого следует применять резиновую грушу.

8.Сухие реактивы брать с помощью лопаток, пластиковых или металлических шпателей.

9.Важным требованием является сохранение чистоты реактивов. Не загрязнять реактивы пипетками и шпателями, которые использовались при работе с другими реактивами. Нельзя путать пробки от банок с реактивами, собирать просыпанный реактив и ссыпать его обратно в банку.

10.При работе с кислотами и щелочами следить за тем, чтобы они не попадали на лицо, руки и одежду. Это вещества повышенной опасности и способны вызвать химические ожоги и отравления.

14.При нагревании нельзя заглядывать сверху в нагреваемый сосуд во избежание возможного поражения при выбросе горячей массы.

15.При переносе сосуда с горячей жидкостью следует держать его двумя

16.Горячий сосуд нельзя закрывать притертой пробкой, пока не остынет.

17.Все опыты с неприятно пахнущими веществами проводить в вытяжном шкафу. Запах определяют, осторожно направляя на себя пары или газы легким движением руки

18.Работы с легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) и горючими жидкостями (ГЖ) осуществлять в вытяжном шкафу при включенной вентиляции и отключенных электронагревательных приборах.

19.Никакие вещества нельзя пробовать на вкус.

20.Отработанные реактивы следует сливать в специальные емкости для сливов, а не в канализацию.

21.В случае разлива реактива поставить в известность преподавателя или сотрудника лаборатории.

22.По окончании работы привести в порядок рабочее место, помыть посуду, протереть поверхность рабочего лабораторного стола, выключить приборы, закрыть водопроводные краны

Оказание первой помощи при несчастных случаях

В лабораториях бывают случаи, требующие неотложной медицинской помощи - порезы, ожоги термические, ожоги кислотами и щелочами, отравления газообразными веществами и парами некоторых химикатов.

1. При ранениях стеклом необходимо удалить его осколки из раны, обработать рану 3%-ным раствором перекиси водорода, смазать рану йодом и завязать стерильным бинтом. При обильном кровотечении наложить жгут и обратиться к врачу.

2. При термических ожогах I-ой(покраснение) и II-ой (появление пузырьков) степени обожженное место присыпать содой. Хорошо помогают примочки с 2%-ным раствором соды или 3-5%-ным раствором марганцово-

8

кислого калия. Лучшее средство - спиртовые примочки. При более тяжелых

4.При ожогах щелочью пораженный участок кожи сначала обильно промыть водой, а затем 2-3%-ным раствором борной, лимонной или уксусной кислоты.

5.При ожогах серной кислотой или негашеной известью воду для промывания пораженного участка применять нельзя. Следует обработать пораженный участок кожи каким-либо маслом или вазелином.

6.При попадании кислоты или щелочи в глаза необходимо немедленно промыть глаза большим количеством воды в течение 10-30 минут. Затем: в случае ожога кислотой промыть глаза 2-3%-ным раствором питьевой соды; в случае ожога щелочью- 2%-ным раствором борной кислоты.

7.При попадании в полость рта щелочи рот прополоскать 3%-ным раствором уксусной кислоты или 2%-ным раствором борной кислоты.

При попадании кислоты прополоскать полость рта 8%-ным раствором питьевой соды.

8. При любых случаях отравления химикатами немедленно вызвать врача. До приезда врача оказать экстренную помощь пострадавшему:

-при отравлении щелочью дать пострадавшему молоко или 2%-ный раствор уксусной или лимонной кислоты;

-при отравлении кислотой напоить пострадавшего водой со льдом или 1%- ным раствором питьевой соды.

-при отравлении парами вывести пострадавшего на свежий воздух, дать противоядие (молоко).

-при отравлении через пищевод дать пострадавшему большое количество 2%-ного раствора марганцовокислого калия, вызвать рвоту, дать молоко.

9

РАСТВОРЫ. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ

1.По количеству вещества, переходящего в раствор, различают растворы насыщенные, ненасыщенные и перенасыщенные.

Насыщенный раствор - раствор с максимально возможным количеством растворенного вещества в данных условиях (температура, растворитель). Это устойчивая равновесная система, в которой раствор находится в динамическом равновесии с растворенным веществом.

Ненасыщенный раствор - содержание растворенного вещества меньше, чем его должно быть в данных условиях в насыщенном растворе.

Перенасыщенный раствор - содержание растворенного вещества больше, чем максимально возможно в данных условиях в насыщенном растворе. Это неустойчивая неравновесная система, в которой наблюдается самопроизвольный переход в равновесное состояние за счет кристаллизации избытка растворенного вещества до тех пор, пока не образуется насыщенный раствор.

2.Разбавленные и концентрированные растворы дают качественную характеристику растворам.

3.Количественная характеристика растворов определяется их концентрацией.

Концентрация раствора – число, показывающее, сколько растворенного вещества содержится в весовой или объемной единице раствора.

Существует несколько способов выражения концентрации растворов. Они отличаются друг от друга только выбором единиц, в которых измеряются количества растворенного вещества, раствора и растворителя.

Растворенное вещество может измеряться в граммах, молях, граммэквивалентах.

Грамм-молекула (г-моль) - это количество граммов вещества, численно равное его молекулярной массе(М ).

Число молей (nM) вещества, содержащееся в каком-то его количестве m(г),

которое соединяется с 1 молем атома водорода, либо замещает такое же количество в химическом соединении.

Грамм-эквивалент (г-экв) - такое количество граммов вещества, которое численно равно его химическому эквиваленту(Э).

Эквиваленты веществ находят отдельно для каждой конкретной реакции.

10

Эквивалент элемента равен его атомной массе, деленной на его валентность в данном соединении.

Для обменных реакций, протекающих без изменения степени окисления элементов, эквивалент определяют следующим образом:

-эквивалент кислоты равен ее молекулярной массе, деленной на основность кислоты или на число атомов водорода в ее молекуле, замещенных металлом в реакции;

-эквивалент основания равен его молекулярной массе, деленной на число гидроксильных групп в молекуле или на число гидроксильных групп, замещенных кислотными остатками в реакции;

-эквивалент соли равен ее молекулярной массе, деленной на

отданных для восстановителя) или принятых (для окислителя) электронов. 4. Основные способы выражения концентраций:

Процентная концентрация (С%) показывает содержание основного вещества (г) в 100г раствора.

Пример: 5% водный раствор состоит из 5г основного вещества и 95 г воды.

Молярная концентрация (СМ) соответствует числу молей растворенного вещества, содержащихся в 1л (дм3) раствора, моль/л.

Растворы, содержащие1; 0,1; 0,01; 0,001 и т.д. молей растворенного вещест-

так как химические вещества взаимодействуют в эквивалентных отношениях. То есть растворы одинаковой нормальности реагируют одинаковыми объемами.

Титр раствора (Т) - количество граммов растворенного вещества, содержащихся в 1 мл раствора, г/мл (г/см3).