18.4. Лабораторная работа «Химиический анализ состава пластовой воды»

Перед началом анализа определяют плотность пластовой воды. Если она меньше 1,05 г/см, то воду разводят в соотношении 1:10, если больше – в соотношении 1:50. Определение повторите 2-3 раза, запишите результаты в таблицу и рассчитайте среднее значение.

Определение гидрокарбонат-иона HCO₃^- (рН от 4,4 до 8,4)

В коническую колбу отмерьте цилиндром 100 мл исследуемой воды, добавьте 2-3 капли метилоранжа и оттитруйте 0,1 н раствором НС1 до оранжевой окраски индикатора. Содержание HCO₃^– рассчитывается по формуле

Результаты определений запишите в таблицу.

Разбавление = ; N_HCl =

Номер опыта	VHCl, мл	СодержаниеHCO3–
		мэкв/л	мг/л
1. 2. 3.
Среднее:

С учетом разбавления: rHCO₃^–= мэкв/л; [НСO₃^–] = мг/л

Определение CO₃^2– и HCO₃^– при совместном их присутствии (рН от 8,4 до 12,4)

В коническую колбу отмерьте цилиндром 100 мл воды, прибавьте

5 капель 1%-ного раствора фенолфталеина и титруйте 0,1 н раствором НСl (осторожно, по каплям!) до обесцвечивания. Запишите объём кислоты, пошедшей на титрование (V₁). Затем к этому же раствору добавьте 3 капли

0,1 %-ного метилоранжа и титруйте тем же децинормальным раствором НС1 до перехода желтой окраски в оранжевую.

Запишите общий объём кислоты, пошедшей на титрование (V_общ.). Если в растворе были только ионы CO₃^2–, то V_общ.=2V₁. Если присутствуют ионы HCO₃^–, то V_общ.>2V₁. Разница (V_общ.–2V₁) соответствует количеству гидрокарбонат-ионов, следовательно:

,

,

где г: – содержание ионовв пластовой

воде, мэкв/л.

Результаты внесите в таблицу:

разбавление = ; N_HCl =

Номер опыта	V1	Vобщ.	Vобщ.–2V1	Содержание Н
				мэкв/л	мг/л	мэкв/л	мг/л
1. 2. 3.
среднее:

с учетом разбавления: = мэкв/л;мг/л;

= мэкв/л; мг/л;

Определение Ca²⁺. В колбу для титрования отмерьте 50 мл пластовой воды. Прилейте 5-7 мл 2 н раствора NaOH и добавьте ложечкой сухой индикатор – мурексид до получения розовой окраски. Оттитруйте трилоном Б до светло-сиреневой окраски. Выполните 2-3 измерения. Рассчитайте содержание ионов Сa²⁺ по формуле (мэкв/л).

Результаты внесите в таблицу:

Номер опыта	VТР, пошедший на титрование, мл	Содержание Ca2+
		мэкв/л	мг/л
1. 2.
среднее:

разбавление: ; N_ТР =

с учетом разбавления мэкв/л

мг/л

Определение Mg²⁺. В коническую колбу для титрования отмерьте цилиндром 50 мл пластовой воды. Прилейте 5-10 мл аммиачного буфера и добавьте индикатор-хромоген черный – на кончике микрошпателя до получения винно-красной окраски. Оттитруйте трилоном Б до появления чисто синей окраски раствора. Выполните измерение 2-3 раза. Рассчитайте содержание ионов Ca²⁺ и Mg²⁺ (то есть общую жесткость) по формуле

Теперь титрованием пробы воды в присутствии мурексида в щелочной среде (методика описана в предыдущем опыте) определите содержание ионов Са²⁺. Концентрацию ионов Mg²⁺ вычисляют по разности:

(мэкв/л)

Результаты впишите в таблицу.

Номер опыта	VТР., мл	Суммарное содержание ионов и , мэкв/л		Содержание ионов		Содержание ионов
				мэкв/л	мг/л	мэкв/л	мг/л
1. 2. 3.
среднее:

Разбавление = ; N_ТР=

С учетом разбавления: (мэкв/л); (мг/л)

Определение SO₄^2–. Получите у лаборанта 100 мл приготовленной пробы пластовой воды. Разделите пробу на две равные части по 50 мл. Одну часть поставьте греть на плитку, а другую часть, после добавления 5-10 мл буферной смеси и хромогена черного, оттитруйте 0,05 н раствором трилона Б. Запишите объём трилона, пошедшего на титрование (V₁). К нагретой пробе добавьте 7 мл (V_исх.) 0,05 н раствора ВаСl₂ и нагревайте ещё 15-20 минут (для более полного осаждения BaSO₄). Выпавший осадок отфильтруйте через плотный фильтр и промойте осадок на фильтре небольшим количеством горячей дистиллированной воды. К фильтрату добавьте 5-10 мл аммиачного буфера, хромоген черный и оттитруйте трилоном. Запишите объём трилона, пошедшего на титрование в этом случае (V₂). Зная разность (V₂–V₁)=V_ТР, можно рассчитать объём BaCl₂, прореагировавшего с этим объёмом трилона:

Теперь рассчитайте объём BaCl₂ (), прореагировавший с ионами, содержащимися в пробе пластовой воды:

Произведение равно числу эквивалентов ионов, а следовательно, и числу эквивалентов ионов(согласно закону эквивалентов). Рассчитайте концентрацию ионовв мэкв/л по формуле

,

где – содержание ионав пробе, мэкв/л;

–нормальность раствора BaCl₂,

–объём пластовой воды, мл;

–объём раствора BaCl₂, пошедший на образование осадка

BaSO₄, мл.

Результаты внесите в таблицу.

Разбавление= ; ;N_ТР = ;

; .

V1, мл, (ТР)	V2, мл, (ТР)	V2–V1, мл, (ТР)	,мл		Содержание
					мэкв/л	мг/л

С учетом разбавления: мэкв/л

мг/л

Определение иона Cl^–. Отмерьте цилиндром 50 мл приготовленной пробы пластовой воды. Перелейте приготовленную пробу в колбу для титрования, добавьте несколько (5-7) капель 10%-ного раствора индикатора-нитропруссида натрия и титруйте раствором нитрата ртути (II) на черном фоне до появления устойчивой белой мути. Это свидетельствует о появлении избытка ионов Hg²⁺, которые с нитропруссидом натрия образуют труднорастворимый осадок белого цвета. Титрование повторите 2-3 раза и возьмите среднее значение V_ср. Определение точки эквивалентности в данном случае несколько запаздывает в связи с трудной диссоциацией солей ртути в растворе. Поэтому необходимо сделать поправку на титрование. Для этого оттитруйте 100 мл дистиллированной воды с 8-10 каплями нитропруссиданатрия (объём нитрата ртути, пошедшего на титрование, обозначьте через ΔV). Рассчитайте содержание иона Cl^– в пробе по следующей формуле:

,

где – содержание ионаСl^–, мэкв/л;

–нормальность нитрата ртути (II), экв/л.;

V – объём Hg(NO₃)₂, пошедший на титрование, мл;

ΔV – поправка на титрование.

Результаты впишите в таблицу.

разбавление = ; V_{пласт. воды}= ; =

Номер опыта	, мл	ΔV, мл	Содержание иона Cl–
			мэкв/л	мг/л
1. 2.

С учетом разбавления: (мэкв/л);мг/л.

Определение ионов K⁺, Na⁺. Суммарное содержание ионов (K⁺+Na⁺) вычислите как разность cумм концентраций анионов (А) и катионов (К), выраженных в эквивалентной форме: .

Для пересчета содержания (K⁺+Na⁺) из эквивалентной формы в мг/л следует величину эквивалентной формы умножить на эмпирический коэффициент: для простых вод он равен 25, для минерализованных – 24.

Результаты химического анализа пластовой вода внесите в сводную таблицу.

Концентрация ионов	Катионы			Анионы
	Ca2+	Mg2+	Na++K+	Cl–	SO42–	HCO3–	CO32–
мэкв/л
мг/л р-ра
мг/100 г р-ра
мэкв/л

Полученные данные используйте для классификации пластовой воды по Сулину определите тип, группу, подгруппу.