18.1. Лабораторная работа «Методы определения жесткости»
Цель работы – знакомство с методами количественного определения карбонатной, некарбонатной и общей жесткости воды; освоение навыков титрования.
Определение карбонатной жесткости. Временную (или карбонатную) жесткость определяют обычно по объёму соляной (или серной) кислоты, пошедшей на титрование пробы воды. В соответствии с законом эквивалентов
,
отсюда 
где
– нормальная концентрация соли, кислоты
(экв/л);
–
объём кислоты, пошедшей на титрование
(мл);
–
объём пробы исследуемой воды (мл).
Чтобы рассчитать величину временной жесткости, следует выразить концентрацию соли в миллиэквивалентах на I л (мэкв/л). В результате получаем формулу для расчета карбонатной жесткости (ЖК):
.
Выполнение работы. В коническую колбу отмерьте 100 мл воды с неизвестной жесткостью, прибавьте 2-3 капли индикатора метилоранжа и оттитруйте 0,1 н раствором НСl до оранжевой окраски жидкости. Запишите объём кислоты, пошедшей на титрование, и рассчитайте ЖK. Объясните, что происходит при титровании,и запишите уравнения реакций.
Определение общей жесткости воды. Общую жесткость воды (Жобщ.) определяют трилонометрическим методом. Сущность метода детально описана в разделе 14.
Выполнение работы. В коническую колбу на 250 мл отмерьте цилиндром 50 мл воды с неизвестной жесткостью. Прилейте в эту колбу
5-10 мл аммиачного буфера и добавьте стеклянной ложечкой сухой индикатор – хромоген черный – до получения винно-красной окраски. Бюретку заполните 0,05 н раствором трилона Б и титруйте при постоянном перемешивании до получения чисто синей окраски раствора. Замерьте объём трилона Б и рассчитайте общую жесткость воды по формуле
,
где
– нормальность трилона Б (экв/л);
–объём
трилона, пошедшего на титрование (мл);
–объем
пробы воды, взятой для титрования (мл).
Объясните химизм происходящих при титровании процессов. Сделайте вывод о степени жесткости исследуемой воды.
Определение некарбонатной жесткости. Некарбонатную жесткость воды (ЖНК) рассчитывают по разности:
ЖНК=ЖОБЩ – ЖК
18.2. Лабораторная работа «Методы умягчения воды»
Цель работы - ознакомиться с методами умягчения воды.
Термический метод. Определите карбонатную жесткость воды путем её титрования 0,1 н раствором соляной кислоты в присутствии метилоранжа (по методике, описанной на с.51). Прокипятите пробу воды в течение часа на плитке в колбе с обратным холодильником, охладите и повторно определите карбонатную жесткость. Сделайте соответствующие выводы.
Ионитный метод. Наберите в две пробирки (примерно до половины) водопроводной воды. В одну пробирку добавьте 1-2 капли метилоранжа и отметьте окраску жидкости. Во вторую – добавьте несколько капель оксалата аммония. Почему происходит помутнение раствора? Запишите уравнение реакции.
Пропустите некоторое количество водопроводной воды через колонку, заполненную катионитом. Снизу колонки отберите пробы воды в две чистые пробирки и повторите те же реакции. Почему изменилась окраска жидкости при добавлении метилоранжа? Почему не наблюдается помутнения? Что представляет собой катионит? Каков химизм происходящих процессов? Запишите уравнения реакций и сделайте выводы.