Лужність, гідрокарбонати, карбонати

У більшій частині поверхневих вод серед головних аніонів переважають гідрокарбонати. Основним джерелом гідрокарбонатних і карбонатних іонів є процеси хімічного вивітрювання та розчинення карбонатних порід. Значні кількості гідрокарбонатних іонів надходять із атмосферними опадами й ґрунтовими водами. У поверхневих водах вміст гідрокарбонатних і карбонатних іонів коливається від 1 до 500 мг/л.

Співвідношення між концентрацією гідрокарбонатних і карбонатних іонів залежить від концентрації іонів водню й, отже, визначається величиною рН досліджуваної води. При рН 6 - 10 іони НСО₃ є основною формою існування у воді двоокису вуглецю. При рН менше 4 гідрокарбонатні іони практично відсутні (у воді вугільна кислота і двоокис вуглецю); при рН більше 7 з’являються карбонатні іони, які при рН більше 10,5 стають головною формою існування похідних вугільної кислоти.

Лужність – це концентрація суми аніонів слабких кислот (головним чином аніонів вугільної кислоти). У незабруднених прісних водах карбонатна лужність нерідко настільки велика в порівнянні з лужністю, внесеної іншими аніонами, що її можна приймати рівною загальній лужності. По лужності можна судити про формування хімічного складу вод. У рибному господарстві рекомендована лужність повинна бути не нижче 1, 5-2 мг • экв./л, тобто кількість НСО₃ не менше 90 мг/л, що особливо важливо в період так званої весняної евтрофікації водойм, вираженої спалахом і тривалим плином процесів фотосинтезу в прогріваємих й слабо мінералізованих водах, збагачених мінералізованими за зиму і принесеними з поталими водами біогенними речовинами, і зрушенням рН у сильно лужну сторону.

Хід визначення. Визначення проводять протягом доби після відбору проби без фіксації води. Беруть 100 мл досліджуваної води в попередньо сполоскану тією ж водою колбу, додають 2 краплі метилоранжу і титрують 0,1 н. розчином соляної кислоти до переходу забарвлення із лимонного кольору в апельсиновий.

Розрахунок. Мг • екв. НСО₃/л дорівнює

V_HCl · 1000/V_{H O},

де V_HCl- об’єм розчину соляної кислоти, витрачений на титрування проби води, мл; V_{H O} – об’єм досліджуваної проби води, узятої на титрування, мл; 61 - маса одного еквівалента НСО .

НСО₃ мг/л = n · 1000 · 61/V

*При наявності карбонатної вуглекислоти, що виявляється при визначенні двоокису вуглецю, для розрахунку гідрокарбонатів з кількості 0,1 н HCl, витраченої на титрування проби, віднімають подвоєну кількість мл 0,1 н НС1, що пішли на титрування в тім же об’ємі води СОз при визначенні СО₂.

Реактиви. 1. Розчин соляної кислоти х. ч. 0,1 н. готується з фіксаналу або розведенням водою, вільною від СО₂, до 1 л 8,3 мл концентрованої НС1.

3. Розчин метилоранжу готовлять розчиненням 0,1 г метилового жовтогарячого в 100 мл дистильованої води.

Хлориди

Первинними джерелами хлоридів у природних водах є магматичні породи, а також обмін з океаном через атмосферу та взаємодія опадів із ґрунтами. Істотний вплив роблять промислові та господарсько-побутові стічні води. Хлориди мають велику міграційну здатність внаслідок доброї розчинності. У річкових і озерних водах хлориди зустрічаються в кількостях від часток до тисяч міліграмів в 1 л.

Для визначення хлоридів найбільш простий і розповсюджений аргентометричний метод, хоча при невисокому вмісті хлоридів (до 40 мг/л) найбільш точний меркуріметричний.

Якісне визначення хлоридів. До 5 мл проби додають 3 краплі 10%-ного розчину азотнокислого срібла і порівнюють ступінь помутніння розчину.

Візуальна характеристика проби Концентрація хлоридів, мг/л

Опалесценція, слабка каламуть 1-10

Сильна каламуть 10-60

Пластівці, що осаджуються не 50-100

зразу

Білий об’ємистий осад Більше 100

Хід визначення. До 50-100 мл досліджуваної води (залежно від кількості хлоридів) додають 0,5 - 1 мл розчину хромату калію і при безперервному помішуванні титрують розчином азотнокислого срібла до переходу жовто-зеленого кольору в бурий. Одночасно проводять визначення холостої проби. Для встановлення кінцевої крапки титрування доцільно використовувати “свідок”.

Розрахунок. Кількість хлоридів (у мг С1/л) розраховують за формулою

(a₁ - а₂) н · 35,45 · 1000/V,

де а₁ – об’єм розчину азотнокислого срібла, витраченого на титрування проби, мл; а₂ - обсяг розчину азотнокислого срібла, витраченого на титрування холостої проби, мл; н - нормальність розчину азотнокислого срібла; V – об’єм проби, узятої на визначення, мл.

Реактиви. 1. Розчин азотнокислого срібла х. ч. одержують розчиненням у дистильованій воді 8,4937 г AgNО₃, доводячи об’єм до 1 л. Якщо розчин мутний, дають йому відстоятися, а потім сифонірують; зберігають у темній склянці. Бюретки для AgNО₃ зберігають у чорному чохлі, розчин після роботи з бюретки весь зливають.

2. 10%-ный розчин хромату калію готовлять із додаванням AgNO₃ до появи червоно-бурого осаду, який через 1 – 2 доби фільтрують і готують об’єм до мітки.

3. Стандартний розчин NaCl х. ч. 0,65 н. готують розчиненням 2,9221 г хлористого натрію, попередньо прожареного при 500-600 °С до повного видалення вологи; у дистильованій воді доводять об’єм розчину до 1 л. По точному розчині NaCl визначають нормальність AgNO₃: до 15 мл доливають дистильовану воду до 50 мл, додають 0,5 мл розчину хромату калію і титрують розчином азотнокислого срібла до появи осаду бурого кольору. Нормальність азотнокислого срібла визначають за формулою:

h = h₁ (а₁/a₂).

де h₁ - нормальність розчину хлористого натрію; а₁ – об’єм розчину хлористого натрію, мл; а₂ – об’єм розчину азотнокислого срібла, мл (після того як з нього віднята кількість мл азотнокислого срібла, що йде на холосте визначення).