3. Задание

1. Определить жесткость:

• питьевой воды сырой;

• питьевой воды кипяченой и охлажденной;

• питьевой воды сырой, обработанной содой (0,5 г на 20 л) и осветленной (фильтрование через бумажный фильтр);

• питьевой воды кипяченой и охлажденной, обработанной содой и осветленной;

• дистиллированной воды.

Определить жесткость воды в указанных пробах (в трех повторностях).

Сделать выводы об эффективности различных методов умягчения и дать оценку жесткости воды по наличию солей постоянной и временной жесткости.

2. Определить эффективность умягчения воды методом ионного обмена.

3. Определить эффективность умягчения (обессоливания) воды при ее различном времени контактирования с ионитами.

4. Построить график зависимости и рассчитать оптимальное время контактирования воды на фильтрующей установке.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Обессоливание и умягчение воды - общее и различие в методах обработки.

2. Требуется ли какая-либо дополнительная обработка воды перед ее катионированием и анионированием?

3. Самые дешевые и самые дорогие методы умягчения воды. Их эффективность.

4. Единицы измерения жесткости воды и их значения.

5. Что такое регенерация ионитов и как она осуществляется?

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

1. Проверить исправность работы титровального прибора (индикатор света, работа перемешивающего устройства и пр.).

2. Проверить целостность стеклянной посуды.

3. Проверить работу водоструйного насоса.

4. Растворы отбирать соответствующей пипеткой.

5. Использовать в работе только чистую посуду.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Определение окисляемости природных и сточных вод

Цель работы – дать общую оценку качества воды (степени ее загрязнения) по перманганатной и бихроматной окисляемости.

1. Теоретическая часть

Общую оценку загрязненности воды, как природной, так и сточной, можно достаточно быстро получить по ее окисляемости (ХПК – химическая потребность в кислороде). Под окисляемостью понимают количество кислорода, необходимое для окисления примесей, содержащихся в одном литре (дм³) исследуемой воды (мг О₂/л). Окисляемость может быть общей, т.е. показывать количество всех веществ в воде, органических и минеральных, или «окисляемость с поправкой», если определяется содержание только органических веществ. На практике при анализе воды в качестве окислителя используют не кислород, а растворы таких сильных окислителей как перманганат калия () или бихромат калия (). Для удобства использования полученных результатов их пересчитывают и представляют в виде количества кислорода эквивалентного израсходованному окислителю. В зависимости от применяемого окислителя различают окисляемость перманганатную, бихроматную и др. Выбор метода определения зависит от количества загрязнений в воде и от их природы (органические или минеральные). Так для анализа питьевой воды и слабо загрязненных поверхностных вод (окисляемость которых не выше 100 мг О₂/л) применяют перманганатный метод. Для определения общей окисляемости сильно загрязненных и сточных вод (окисляемость 100 и более мг О₂/л) используют бихроматный метод.

Происхождение и содержание органических веществ, находящихся в природных водах, весьма разнообразны. Различны и их химические свойства по отношению к кислороду: одни вещества устойчивы к окислению, другие, наоборот, легко окисляются. Прямое определение органических веществ в природных водах является сложной и трудоемкой задачей. Поэтому пользуются более простыми косвенными методами. Метод перманганатной окисляемости дает представление о содержании в воде легко окисляющихся органических веществ. Метод бихроматной окисляемости соответствует полному окислению органических веществ (легко и трудно окисляющихся), за исключением некоторых белковых соединений. Обычно перманганатная окисляемость составляет 40–50 % от истинной окисляемости органических веществ, то есть полного окисления органического углерода до СО₂.

Повышенная окисляемость может указывать на загрязнение воды. Наименьшую окисляемость (до 1–2 мг/л О₂) имеют глубокие подземные воды, относящиеся к 1-му классу. Окисляемость подземных вод, относящихся ко 2-му и 3-му классам, может быть повышена, но не более 5 и 15 мг/л О₂ соответственно. В грунтовых водах окисляемость обычно выше (до 2–4 мг/л), причем тем больше, чем выше цветность воды. Поэтому высокая окисляемость при небольшой цветности вероятнее указывает на загрязнение воды. В воде открытых водоемов окисляемость повышается до 5–6 мг/л в реках и до 6–8 мг/л в водохранилищах, достигая еще больших величин в водах болотного происхождения. Вода считается пригодной для хозяйственных и питьевых целей, если перманганатная окисляемость ее не превышает 3,0 мг/л О₂. Установлено, что с повышением содержания в воде органических веществ увеличивается и ее бактериальное загрязнение.

Необходимо помнить, что при определении окисляемости воды, как перманганатной, так и бихроматной, аналитик получает условные сведения о качестве воды, указывающие лишь на химическую природу загрязнителей и их косвенное количество по израсходованному окислителю. Конкретного ответа о качественном составе загрязнителей, присутствующих в воде, окисляемость не дает. В то же время это всегда и необходимо. Так для определения оценки качества воды для различных категорий водопользования окисляемость является важнейшим показателем, т.к. дает возможность очень быстро получить ответ об общем состоянии воды в исследуемом объекте.