Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы общей химии. Методические рекомендации к лабораторным работам
.pdf
132
Осветление воды может быть достигнуто путем отстаивания (осаждения
взвеси), пропуска через взвешенный слой ранее выпавшего осадка и
фильтрования через слой зернистого материала.
Фильтрование. Под фильтрованием понимают процесс осветления воды
путем пропускания ее через пористый материал, на поверхности и в порах
которого задерживаются примеси. Фильтр представляет собой резервуар,
загруженный фильтрующим материалом и оборудованный устройством
для подачи исходной воды и промывки фильтрующего материала.
Обеззараживание. В осветленной воде на фильтрах остается 10 – 15 %
бактерий, среди которых могут быть болезнетворные. В связи с этим санитарными органами предъявляются требования о проведении обязательного обеззараживания воды после ее осветления на фильтрах.
Для обеззараживания воды применяют различные физические и химические методы. Выбор метода зависит от количества обрабатываемой воды,
ее свойств и требований, предъявляемых к ней.
Наиболее распространенным методом обеззараживания воды в береговых
условиях является обработка ее газообразным хлором или веществами с
содержанием активного хлора: хлорной известью, гипохлоритом и др. К
недостаткам хлорирования относятся: необходимость высокой точности
дозирования и времени контакта хлора с водой, а также слабое воздействие хлора на спорообразующие микроорганизмы. Если остаточного хлора
больше 0.5 мг/л, то ухудшается вкус и запах воды, при концентрации менее 0.1 мг/л нет гарантии в полном обеззараживании воды.
В практике очистки все шире используется обеззараживание при помощи
озона. Озон по бактерицидному действию имеет ряд преимуществ перед
хлором. Он воздействует как на окислительно-восстановительную систему
бактерий, так и на их протоплазму, тогда как хлор разрушает только ферменты микробной клетки. Этим можно объяснить более активное действие
133
озона, по сравнению с хлором, на вирусы, которые не имеют ферментативных систем.
При изучении действия озона на разные бактерии показано, что существует критическая доза озона (0.4 – 0.5 мг/л), выше которой бактерицидное
действие его резко возрастает и достигается полное обеззараживание в отличие от хлора, обеззараживающее действие которого при малых концентрациях монотонно возрастает с увеличением дозы реагента.
Обеззараживающий эффект при применении озона оказывается быстрее в
15-16 раз, чем при применении хлора. Действие озона на бактерии примерно в 300-600 раз сильнее, чем действие хлора. Озон влияет также на
жизнедеятельность гидробионтов, фито- и зоопланктона.
На эффект обеззараживания воды при озонировании температура и pH
оказывает меньшее влияние, чем при хлорировании. В процессе озонирования происходит насыщение воды кислородом, снижается цветность и
исчезают запахи и привкусы.
Озонирование основано на свойстве кислорода переходить при воздействии на него электрического разряда в трехатомное состояние – озон (О3).
Обеззараживающее свойство озона объясняется нестойкостью его молекулы, легко превращающейся в молекулярный и атомарный кислород. Атомарный кислород (О) окисляет бактерии, что и приводит к их гибели.
Превращение озона в кислород происходит быстро, чем и объясняется его
высокая эффективность.
Экспериментальная часть
Определение временной жесткости воды.
Опыт №1. В две конические колбы мерным цилиндром поместите
по 100см3 исследуемой воды. Внесите в каждую по 2-3 капли индикатора
метилоранжа (в щелочном и нейтральном растворе он имеет желтую окра-
134
лэквмг
V
лМэС
Ж
HCl
HCl
врем
/
100
1000
/(
,
)
.
№№
титрования
Объем исследуемой воды, см3
Объем соляной
кислоты, см3
Концентрация
соляной кислоты,
С(Мэ/л
HCl)
Временная жесткость воды,
мг-экв/л
1.
100,0
0,100
2.
3.
4.
5.
V
(ср)
=
ску, в кислом – красную). Одна из колб контрольная. Из бюретки по каплям в одну колбу приливайте 0,100Мэ раствор соляной кислоты до тех
пор, пока от одной капли кислоты окраска перейдет в оранжевую (титрование). Наблюдаемый цвет сравните с окраской раствора в контрольной
пробе. Процесс титрования повторяют еще 3-4 раза. Результаты занесите в
табл. 7. По усредненным данным расхода кислоты рассчитайте временную
жесткость по формуле:
где С(Мэ/л
– молярная концентрация эквивалента раствора соляной
HCl)
кислоты;
V
– cредний объем соляной кислоты;
HCl
100 – объем исследуемой воды, см3.
Таблица 7
135
лэквмг
V
МС
Ж
тр
тр
об щая
лэ
/
100
1000
(
,
)
/
.
№№
титрования
Объем исследуемой
воды, см3
Объем трилона,
см3
Концентрация трилона
Б, С(Мэ/л
тр)
Общая жесткость
воды, мг-экв/л
1
100,0
0,100
2
3
4
Определение общей жесткости воды
Опыт №2. Отберите цилиндром в коническую колбу 100см3 исследуемой
воды. Добавьте 10 см3 буферного раствора (NH3H2O+NH4Cl) для создания
среды с рН 8-9 и 2-3 капли раствора индикатора хромтемносинего или
эриохромчерного Т. К полученному раствору фиолетового или красного
цвета добавляйте из бюретки по каплям раствор трилона Б с концентрацией 0,001Мэ до появления синей окраски. Объем раствора запишите. Опыт
повторите еще 7 раз. Результаты занесите в табл.8. Вычислите общую жесткость воды для каждого титрования по формуле:
где Мэтр – молярная масса эквивалента раствора трилона Б;
Vтр – объем трилона Б. см3;
100 – объем исследуемой воды, см3.
Таблица 8
136
5 6 7
8
Результаты определения общей жесткости воды обработайте стати-
стически (см. стр.82)
Постоянную жесткость воды найдите по разности между общей и
временной жесткостью: Ж
пост
.=Ж
общая
– Ж
врем
.
Определение ошибок при измерениях.
Измерить какую-либо величину - значит определить, сколько раз заключается в ней однородная величина, принятая за единицу меры.
Вследствие несовершенства измерительных приборов и наших органов
чувств (зрения, слуха), а также из-за возможного влияния внешних факторов, произвести измерение физических величин абсолютно точно невозможно. Поэтому всякое измерение дает нам не истинное значение измеряемой величины, а лишь приближенное. Возникающие при измерениях
ошибки можно разделить на три вида:
1.систематические
2. грубые
3. случайные
1. Систематические ошибки происходят от несовершенства или неисправности измерительных приборов, неправильного выбора метода измерений. Систематические ошибки дают отклонение результата от истинного значения только в одну сторону (увеличения или уменьшения).
2. Грубые ошибки возникают в результате невнимательного
отношения к процессу измерения.
137
3. Случайные ошибки совершенно непроизвольно вносит всякий экспе-
риментатор вследствие несовершенства зрения, слуха или по другим причинам, которые заранее нельзя учесть.
Основная особенность случайных ошибок - при многократном повторении
одного и того же измерения в постоянных внешних условиях эти ошибки
изменяют свою величину и знак ( то больше истинного значения, то
меньше). Поэтому среднее арифметическое из большого числа измерений
какой-либо величины, несомненно, будет ближе к истинному значению,
чем отдельные результаты, так как при этом ошибки компенсируют одна
другую.
Случайные ошибки
Рассмотрим случайные ошибки, считая, что систематических и грубых
ошибок мы избежали.
Определение ошибок при прямых измерениях
Прямыми измерениями называются такие измерения, при которых физические величины определяются непосредственно при помощи измерительных приборов. Пусть х - измеряемая величина,
х1, х2, х3, ... хn - результаты отдельных измерений,
n - число измерений, тогда
(I)
Среднее значение хср, наиболее близко к истинному значению изме-
ряемой величины.
Разности хср-х1, xср-х2,....,xcр-xn называются абсолютными
ошибками и могут быть как положительными, так и отрицательными.
Для определения средней абсолютной ошибки результата ∆хср берут
среднее арифметическое абсолютных значений ( модулей) отдельных
ошибок:
138
n
i
i
n
ср
х
n
ххх
х
1
21
...
%100
х
х
ср
ср
(2)
где ∆хi= | хср- хi|. Таким способом вычисляется максимальная погрешность.
Для определения средней относительной погрешности берут отношение
средней абсолютной ошибки результата ∆xср, к его среднему значению
хср,:
(4)
Результат измерения х записывают так: х = хср ± ∆хср.
(5)
Эта формула говорит, что истинное значение измеряемой величины х
ист
находится в интервале между
хср-∆ хср и хср+∆ хср , то
есть
хср-∆ хср ≤х
≤ хср+∆ х
ист
ср.
139
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Тихонов Г.П. Методические указания к лабораторным работам по курсу общей хи-
мии для специальностей МГАВТ. М.: МГАВТ, 1988; 1994; 1996, 2004. - 84с.
2. Тихонов Г.П., Минаева И.А. Инструментальные методы в курсе общей химии. Ме-
тодические указания к лабораторным работам по курсу общей химии для специальностей МГАВТ. М.: МГАВТ, 1996, 57с.
3. Практикум по общей химии (Под ред. Е.М.Соколовской, О.С.Зайцева). М.: МГУ
им. М.В.Ломоносова, 1981, 385с.
4. Лебедева М.И., Исаева Б.И., Анкудимова И.А., Володина Н.А. Практикум по хи-
мии: Учебное пособие – Воронеж: ВГУ, 1990, 152с.
5. Практикум по общей и неорганической химии; Пособие для студентов вузов (В.И.
Фролов, П.М. Курохтин, З.М. Дымова и др.); под ред. Н.Н. Павлова, В.И. Фролова.
– 2-е изд. перераб. и доп. – М.:Дрофа, 2002. – 304с.
6. Лабораторный практикум по общей химии (Под редакцией П.Туренко) – Омск, Си-
бАДИ, 1995 – 198с.
7. Н.В.Коровин. Общая химия. Учебник для технических направл. и спец. Вузов. –
М.: Высшая школа, 2006, - 558 с.
8. Ю.М. Сивергин., Г.П. Тихонов. Курс общей химии. Часть I. Учебное пособие. М.:
Альтаир, МГАВТ, 2004, 216с
9. Ю.М. Сивергин, Г.П. Тихонов. Курс общей химии. Часть I. Учебное пособие. М.:
Альтаир, МГАВТ, 2004, 348с.
10. Тихонов Г.П. Конспект лекций по курсу общей химии и концепциям современного
естествознания (химические основы) для студентов МГАВТ. Учебное пособие. –
М.: Альтаир, МГАВТ, 2005. – 302с.
11. Г.П. Тихонов. Общая химия. Часть 1. Учебное пособие для самостоятельной подго-
товки студентов – М.:Альтаир, МГАВТ,2006. – 192с.
12. Г.П. Тихонов. Общая химия. Часть II. Учебное пособие для самостоятельной под-
готовки студентов – М.: Альтаир, МГАВТ, 2007. – 322с (в печати)
140
ДЛЯ ЗАМЕТОК
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]