Карбонатна рівновага. Форми існування со2 у воді. Основні поняття та визначення

Повна карбонатна рівновага	-
Основна карбонатна рівновага	-
Вільний СО2	- вміст розчиненого СО2 у воді та Н2СО3, що утворюється при цьому. Розмірність мг/л. , де VB – об’єм води, який взяли для титрування, мл; VNaOH – середній об’єм лугу, витрачений на титрування, мл; Сн NaOH – нормальність розчину лугу, моль е/л; 44 – молярна маса еквівалента вільного СО2в реакції утворення кислої солі, г/моль.
Зв’язаний СО2	- знаходиться у вигляді іонів та. Розмірність мг/л. , де VВ – об’єм води, який взяли для титрування, мл; VHCl VHCl– середній об’єм кислоти, витрачений на титрування, мл; CнHCl – нормальність кислоти, моль е/л; 44 – молярна маса еквівалента зв’язаного діоксиду вуглецю в даній реакції, г/моль е.
Рівноважний СО2	- частина вільного СО2, яка необхідна для підтримки природної рівноваги між карбонатами і гідрогенкарбонатами. Розмірність, мг/л.
Агресивний СО2	- надлишок вільного СО2 над рівноважним СО2. Розмірність мг/л. А = Б = А і Б – коефіцієнти у таблиці Леманна і Реуса (Таблиця 11)

Приклади виконання завдань

Приклад 1. Визначення вмісту агресивного СО₂ у воді.

Розрахувати вміст агресивного СО₂, якщо на титрування 100 мл води з метилоранжем витрачено 5,2 мл 0,1 н розчину НСl, а на титрування з фенолфталеїном витрачено 2,5 мл 0,1 н розчину NaOH.

Розв’язання. Вміст агресивного СО₂ розраховують на основі результатів визначення маси вільного і зв’язаного СО₂, використовуючи таблицю Леманна і Реуса (Таблиця 11).

Масу вільного СО₂ розраховують за формулою:

,

де V_B – об’єм води, взятий для титрування, мл;

V_NaOH – обєм лугу, витраченого на титрування, мл;

С_{н NaOH} – нормальність розчину NaOH, моль е /л;

44 – молярна маса еквівалента вільного СО₂ в реакції утворення кислої солі, г/моль е.

Отже маса вільного СО₂ дорівнює:

Масу зв’язаного СО₂ розраховують за формулою:

,

де V_B – об’єм води, взятий на титрування, мл;

V_HCl – об’єм кислоти HCl₂ витраченої на титрування, мл;

С_{н HCl} – нормальність кислоти, моль е/л;

44 – молярна маса еквівалента зв’язаного СО₂ в даній реакції, г/моль е.

Отже маса зв’язаного СО₂ дорівнює:

(мг/л).

Коефіцієнт А розраховують за формулою:

_,

А = 110 + 114,4 = 224,8

За визначеною величиною А знаходять із таблиці Лиманна і Реуса величину Б, яка дорівнює 149,8.

Далі розраховують агресивний СО₂ за формулою:

мг/л

Приклад 2. Визначення вмісту вільного СО₂ у воді.

Визначити вміст вільного СО₂, якщо на титрування 100 мл води витрачено 5,3 мл 0,1 н розчину де HCl, а вміст агресивного СО₂ складає 21,9 мг/л;

Розв’язання. Для визначення маси зв’язаного СО₂ користуємося формулою:

,

де V_B – об’єм води, взятий для титрування, мл;

V_HCl – об’єм кислоти, витраченої на титрування, мл;

С_{н HCl} – нормальність кислоти, моль е/л;

44 – молярна маса еквівалента зв’язаного СО₂ в даній реакції, г/моль.

Розраховуємо масу зв’язаного СО₂:

(мг/л).

Далі визначаємо величину Б за формулою .

Користуючись таблицею Леманна і Реуса за величиною Б визначаємо коефіцієнт А, який дорівнює 200, а далі знаходимо масу вільного СО₂ за формулою:

Приклад 3. Визначення вмісту рівноважного СО₂ у воді.

Розрахувати вміст рівноважного діоксиду вуглецю, якщо на титрування 100 мл води, витрачено 2,4 мл 0,1 н розчину NaOH, а вміст агресивного СО₂ складає 24,6 мг/л.

Розв’язання. Вміст рівноважного діоксиду вуглецю розраховуємо за формулою

Масу вільного СО₂ розраховуємо за формулою:

,

де V_B – об’єм води, взятий для титрування, мл;

V_NaOH – об’єм NaOH, витрачений на титрування, мл;

С_{н NaOH} – нормальність розчину NaOH, моль е/л;

44 – молярна маса еквівалента вільного СО₂ в реакції утворення кислої солі, г/моль е.

Визначаємо масу вільного СО₂:

(мг/л)

Далі розраховуємо вміст рівноважного СО₂за формулою:

(мг/л)