Контроль качества воды. Учебно-методическое пособие к выполнению лабораторных работ для студентов направления подготовки 08.04.01 «Строительство» проф

HCO3- – 0,0122

Представьте результаты анализа в мэкв/л и в виде диаграммы,

рассчитайте содержание щелочных металлов.

13.Сколько граммов КМnО4 нужно для приготовления 1л 1н раствора, если раствор будет применяться для реакций окисления в кислой среде?

14.Рассчитайте общую и активную кислотность в растворе HCl с

концентрацией 0,02 г HCl в 100 мл раствора.

15.Вычислите растворимость Mg(OH)2 при t=25° С в воде и в 0,001 н растворе NaOH.

16.Дайте определение понятия «агрессивная углекислота». Определите, агрессивная вода ли по отношению к бетону, если в ней содержится 60 мг/л, Щ

=3,2 мэкв/л, общее солесодержание 600 мг/л t 25 ° С.

17.В воду состава (мэкв/л) Са2+ - 2; Мg2+ - 1,5; HCO3- - 3,2; Cl- - 1; SO42- -

0,5 с содержанием CO2 - 30 мг/л ввели 3 мэкв CaO. Как измениться состав воды?

18.Какой из анионов, S2-, Br-, I- будет окисляться хлором в первую очередь и почему? Напишите уравнение реакций.

19.Сколько будет нужно хлора для обеззараживания 100 т воды с хлоропоглащаемостью 4,5 мг/л (содержание остаточного хлора 0,5 мг/л)?

20.Определение коли-титра и коли-индекса. Санитарно-показательные микроорганизмы воды.

21.Какой вред причиняют микробиологические обрастания в трубках и сооружениях? Какие мероприятия проводятся по борьбе с обрастаниями?

22.Процессы биохимического окисления в аэротенках.

23.В воду (состав воды из задания № 1) прибавили 98 мг/л коагулянта

FeC 3 . Определите состав воды после введения коагулянта и найдите, сколько миллиграмм CO2 нужно удалить, чтобы рН воды довести до 7,6.

24. Речная вода содержит в мг/л: Ca2+- 9,0; Мg2+- 8,5; Na+ - 240; HCO3- - 134; SO42-- 50,4; Cl-- 440. Выразите содержание ионов в мэкв/л. Результаты представьте в виде диаграммы.

61

25. Доза коагулянта FeSO4·7H2O 150 мг/л. В оборотной воде содержится 5 мг/л O2. Сколько хлора следует ввести в воду для полного окисления железа в

Fe(OH)2, Fe(OH)3?

26.Содержание фенола в стоковых водах 15 г/л, коэффициент распределения фенола между водой и растворителем, что не смешивается с ней, равен 0,1. Экстрагирование 4м3 воды проводиться растворителем, используемым для этого в количестве 10 % от объема воды. Определить концентрацию фенола.

27.Определить равновесную концентрацию OH- в 0,05 н. растворе

NH4OH и выразите содержание этого иона в мг/л. Как измениться эта концентрация, если к раствору прибавить NH4Cl 0,01 мг/л.

28.Рассчитайте степень гидролиза NH4Cl в растворе, 0,265 г этой соли содержится в 1 л раствора.

29.Можно ли осадить сероводородом железо из раствора с концентрацией [Fe2+]=10 мг/л.

30.Определите агрессивная вода ли по отношению к бетону, если в ней содержится Са2+ 250 мг/л, HCO 3 70 мг/л, CO2 22 мг/л. Общее солесодержание

600мг/л.

31.Определить рН, при котором вода окажется стабильной (для воды из задания № 1).

32.Сколько г извести и соды понадобиться для смягчения 100 л воды (состав воды нужно взять из задания № 1), если доза коагулянта, которая прибавляется для ускорения осаждения, составляет 114 мг/л в пересчете на безводную соль?

33.Разница потенциалов между водородным и насыщенным каломельным электродом, погруженным в кислый раствор составляет 0,435 В при 25° С. Определите рН раствора.

34.При взаимной нейтрализации стоков смешивают щелочной сток с концентрацией едкого натра 0,8 мг/л и кислый сток с концентрацией серной

62

кислоты 1,96 мг/л. Сколько м3 кислого стока понадобится для полной нейтрализации 100 м3 щелочного стока?

35. Докажите, что растворенный в воде кислород может окислить Mn2+ до

MnO2 в нейтральной среде или слабощелочной среде. Напишите уравнение реакций.

36. Вода реки Днепр содержит в мг/л: Са2+ - 60,0, Мg 2 - 12,0, HCO3 - 183,0, SO42- - 703,5, Cl- - 17,7. Определите общую, карбонатную и некарбонатную жесткость воды. Результаты представьте в виде диаграммы.

37.Определите часовую затрату алюминиевого коагулянта на 1 л, если производительность установки 300 т/ч, его доза 50 мг/л. Используемый раствор коагулянта содержит 40 % безводного сульфата алюминия.

38.Сколько кг гидрокарбоната натрия необходимо прибавить к 100 м3

стоковой воды, которая содержит только карбонат натрия с концентрацией 0,01

мг/л, чтобы снизить рН до 9,2.

39.Рассчитайте общую и активную кислотность в растворе соляной кислоты с концентрацией 0,02 г HCl в 100 мл раствора.

40.В 500 мл стоковой воды содержится 0,35 г KCl и 0,95 г MgCl2.

Выразите содержание отдельных ионов в воде в мг/л и мэкв/л.

41. На H – катионитных фильтрах смягчается вода с карбонатной жесткостью 5,6 мэкв/л. Определите какое количество CO2 (мг/л) образуется при смягчении воды.

42. Какое количество остаточного хлора содержится в 1 л воды, если установлено, что на титрование 100 мл этой воды потрачено 2,5 мл 0,01 н.

раствора Na2S2O3?

43.Определите дозу извести для подщелачивания, если оптимальная доза коагулянта FeCl3 56 мг/л, а начальная щелочность воды 2,5 мэкв/л.

44.Дайте определение понятию «агрессивная углекислота». Определите

агрессивная по отношению к бетону вода ли, если в ней содержится 32 мг/л СО2; щ = 3,2 мэкв/л; Са2+ - 60 мг/л. Общее солесодержание 600 мг/л t 25 ° С.

63

Определите рН, при котором такая вода окажется стабильной (для расчета

используйте СНОП 2.04-84).

45.Вычислите величину рН в воде, насыщенной углекислым газом под давлением 1,5 атм при 25 ° С.

46.При каком рН выпадет осадок Mg(OH)2 из раствора с содержанием Мg

2 - 10 мг/л, ионная сила раствора 0,05 t=25° С?

47. При анализе 100 мл естественной воды найдено следующее

HCO 3 – 0,0122

Представьте результаты анализа в мэкв/л и в виде диаграммы, рассчитайте содержание щелочных металлов.

48.Вода из задания № 1 была подвержена H – катионированию. Как изменяется ее состав? Почему?

49.В раствор уксусной кислоты с концентрацией 0,1 М прибавлен одинаковый объем ацетата натрия (С=0,82 г/л). Как изменяется концентрация ионов водорода и рН в этом растворе?

50.Чем отличается свободная щелочность воды от ее общей щелочности, какими ионами обусловленная свободная щелочность? Какими ионами обусловленная щелочность естественных вод? Общая щелочность воды, которая содержит только гидроксид натрия равна 10 мэкв/л, найдите рН этой воды.

51.Найдите остаточную концентрацию M 2 в смягченной воде при рН = 10,4, ионной силе I = 0,01 t=25° С.

52.Какая доза коагулянта называется оптимальной? От каких факторов она зависит? Как определить оптимальную дозу коагулянта в соответствии с требованиями ГОСТа 2919-45. Объем воды 200 м3, доза коагулянта 50 мг/л. Сколько 2,5 % раствора Al2(SO4)3 необходимо прибавить в эту воду для

коагуляции.

64

53.Определите, агрессивная вода ли по отношению к бетону, если в ней содержится Са2+ 40 мг/л, Щ = 3,2 мэкв/л, общее солесодержание 600 мг/л

54.Вычислите количество серистого газа, необходимое для дехлорирования 400 м3 воды, если 1 л ее содержит 8 миллиграммов C 2 .

Процесс идет по уравнению

Cl2+O2+2H2O=H2SO4+2HCl

55.Какой из указанных ионов будет окисляться в первую очередь хлором? S2-, Br-, I- (рН < 7)

56.Один завод сбрасывает кислые стоковые воды в количестве 1600

м3/сут. С концентрацией серной кислоты 0,049 г/л. Другой сбрасывает 1000 м3

щелочных стоков с концентрацией едкого натра 0,060 г/л. Состоится ли взаимная нейтрализация этих вод при смешивании? Какой объем щелочной воды понадобиться для полной нейтрализации кислой воды?

57. рН-метр показал, что в питьевой воде рН = 7,2. Солесодержание воды

500 мг/л. В каком соотношении находятся в этой воде свободная углекислота и ион гидрокарбоната? Определите коли-индекс, если коли-титр речной воды равный 20.

58.Найдите концентрацию S2- в 0,08 М растворе сероводородной кислоты. Чему равен рН этого раствора?

59.Какие растворы относятся к буферным? В чем заключается суть буферного действия? Какие системы обусловливают буферную емкость естественных вод? Какой рН воды они обеспечивают?

60.Какой из указанных ионов будет окисляться хлором в первую очередь

S2-, Br-, I-, SO32-. Почему? Докажите это, используя значение стандартных окислительно-восстановительных потенциалов. Напишите уравнение реакций.

61. При каком рН начнется выпадение осадка гидроксида магния из раствора с магниевой жесткостью 2 мэкв/л. Ионная сила раствора 0,01; t 25 °

С. Какой рН следует создать, чтобы остаточная жесткость снизилась до 0,01

мэкв/л?

65

62. Состав воды выражается следующей диаграммой. Определите содержание отдельных ионов в воде мг/л. Найдите общее солесодержание воды.

63.В воду из примера № 5 с начальным содержанием CO2 0,5 мг-моль/л прибавили 98 мг/л коагулянта FeCl3. Определите состав воды после введения коагулянта и найдите сколько миллиграммов CO2 нужно удалить, чтобы снизить (повысить) рН воды 7,3

64.В воду с рН = 8,3 HCO3- = 12 мг/л ввели 12 мг/л хлора. Как измениться щелочность и рН воды?

65.На схему параллельного - катионирования воды подается вода из примера № 5. Определите состав воды после умягчения, если соотношение расходов воды, которая проходит через H - и Na – катионовые фильтры 1 : 2.

66.Как экспериментально определить разные виды жесткости воды? Сколько мл 0,05 н раствора трилона Б пойдет на титрование 100 мл воды из примера № 5 с индикатором: а) хромтемно-синим, б) мурексидом?

67.Дайте определение понятию «агрессивная углекислота». Определите

агрессивная по отношению к бетону вода ли, если в ней содержится HCO3-32 мг/л, щ = 3,2 мэкв/л Ca2+ = 60 мг/л, общее солесодержание 600 мг/л t 25 ° С. Определите рН, при котором такая вода окажется стабильной (используйте СНОП 2.04.02-84).

68.Физико-химические основы очистки воды гиперфильтрацией (обратный осмос).

69.Дать технологическую оценку изменениям в составе воды в процессе

ее предыдущей обработки (таблица 2). Предыдущая обработка

66

предусматривает хлорирование воды с последующим отстаиванием в ковше.

Можно ли использовать обработанную воду как питьевой?

Таблица 2 ‒ Характеристика воды

70.Превращение микроорганизмами азотсодержащих органических веществ в аэробных и анаэробных условиях.

71.При анализе 100 мл естественной воды найдено следующее

HCO3- – 0,0122

Представьте результаты анализа в мэкв/л и в виде диаграммы,

рассчитайте содержание щелочных металлов.

72. Сколько грамм КМnО4 нужно для приготовления 1 л 1н раствора,

если раствор будет применяться для реакций окисления в кислой среде?

73. Рассчитайте общую и активную кислотность в растворе HCl с

концентрацией 0,02 г HCl в 100 мл раствора.

67

87. Вода реки Нивы содержит в мг/л: Ca2+- 8,0; Mg2+- 1,2; HCO3- - 27,5; SO42- - 4,5; Cl- - 38,0. Найдите содержание (Na+ +K+) в мг/л. Выразите состав воды в виде диаграммы.

Дайте сравнительную характеристику разных коагулянтов. Их преимущества и недостатки. В каких случаях желательно применение смешанных коагулянтов? Объем воды равен 200 м3, доза коагулянта 50 мг/л.

Какой объем 2,5 %-ного (в пересчете на безводную соль) Al2(SO4)3 необходимо прибавить в эту воду для коагуляции?

Константа диссоциации HOCl=2,7·10-8. Какой рН нужно создать в воде,

чтобы степень диссоциации хлорноватистой кислоты не превышала 2 %?

88.Какую схему обработки воды ионитами можно продлить для полного

ееобессоливания? Охарактеризуйте современные методы обессоливания воды.

Приведите схему и принцип действия электролиза с ионитными мембранами. 89. Общая жесткость воды – 7,2 мг-экв/л, щелочность – 2,2 мг-экв/л,

содержание суммы (SO42- + Cl-) – 6,2 мэкв/л. Определить общее содержание солей в этой воде (в мг-экв/л).

90.При анализе воды найденное содержание в мг/л: CO2(своб.) - 44, HCO3- 128, Ca2+ - 70, общее солесодержание – 350; t=30° С. Графическим методом определите, будет ли данная вода проявлять активность по отношению

кбетону. Если вода агрессивна, сколько агрессивной углекислоты в ней содержится? Какое количество углекислоты следует удалить из воды, чтобы она стала стабильной?

91.Электролиз и электродиализ. Приведите схему установки электродиализа с ионитными мембранами для очистки воды от растворенных солей.

92.При анализе воды, взятой из водоносного горизонта, используемой

для водозабора, полученные следующие результаты: запах 1 балл, муть 1,2 мг/л, цветность 8 град., рН = 7,6, жесткость 3,4 мг-экв/л, Ca 2+- 36,8 мг/л, Mg2+-

19,8 мг/л, железо общее - 0,32 мг/л, Cl- - 7 мг/л, CO2 - 30 мг/л, плотный остаток

69

140 мг/л. Можно ли эту воду использовать для целей питьевого водоснабжения

ирассчитайте достаточный объем ли выполненного анализа для такой оценки?

93.Найдите концентрацию S2- в 0,08 М растворе сероводородной кислоты. Чему равен рН этого раствора?

94.Какие растворы относятся к буферным? В чем заключается суть буферного действия? Какие системы обусловливают буферную емкость естественных вод? Какой рН воды они обеспечивают?

95.Какой из указанных ионов будет окисляться хлором в первую очередь

S2-, Br-, I-, SO32-. Почему? Докажите это, используя значение стандартных окислительно-восстановительных потенциалов. Напишите уравнение реакций.

96. При каком рН начнется выпадение осадка гидроксида магния из раствора с магниевой жесткостью 2 мэкв/л. Ионная сила раствора 0,01; t=25° С. Какой рН следует создать, чтобы остаточная жесткость снизилась до 0,01 мэкв/л?

97. Состав воды выражается следующей диаграммой. Определите содержание отдельных ионов в воде мг/л. Найдите общее солесодержание воды.

98. В воду из примера № 5 с начальным содержанием CO2 0,5 мг-моль/л прибавили 98 мг/л коагулянта FeCl3. Определите состав воды после введения коагулянта и найдите сколько миллиграммов CO2 нужно удалить, чтобы снизить (повысить) рН воды до 7,3

99. В воду с рН = 8,3 HCO3- = 12 мг/л ввели 12 мг/л хлора. Как измениться щелочность и рН воды?

70