Жорсткість загальна, кальцій, магній

Жорсткість обумовлена присутністю у воді солей лужноземельних металів, в основному кальцію, і виражається в мг · екв./л і в німецьких градусах (див. додаток Е).

Вода із жорсткістю до 4 мг · екв./л вважається м’якою, від 4 до 8 мг · екв./л - середньої жорсткості, від 8 до 12 мг · екв./л - дуже жорсткою. Метод визначення жорсткості заснований на титруванні проби води розчином двонатрієвої солі етилендіамінтетраоцтової кислоти (трилон Б, ЕДТА) у лужному середовищі з індикатором хромоген чорний. Чутливість методу 0,5 мг · экв./л. Відносне стандартне відхилення U при концентраціях від 10 до 50 мкг · екв./л становить 0,5 % (п - 20) .

Джерелами надходження кальцію та магнію у поверхневі води є процеси хімічного вивітрювання і розчинення мінералів (вапняків, доломітів, гіпсу, мергелів і ін.). Розчиненню кальцію сприяють мікробіальні процеси розкладання органічних речовин, що супроводжуються зниженням рН. Значні кількості іонів кальцію і магнію вносяться зі стічними водами різних підприємств. Особливістю кальцію є його схильність утворювати в поверхневих водах досить стійкі пересичені розчини СаСО₃. Як іони кальцію, так і магнію утворять комплексні сполуки з органічними речовинами, що утримуються у водах.

Визначення загальної жорсткості

Вплив зважених і колоїдних речовин усувається фільтруванням. Вплив важких металів усувається додаванням сульфіду натрію. До 50-100 мл досліджуваної води додають 5 мл буферного розчину, 5-7 крапель індикатора (або на кінчику скальпеля сухої суміші індикатора) і титрують трилоном Б до переходу забарвлення з вишнево-червоного в синьо-блакитне. При наявності важких металів до додавання індикатора в пробу капають 8 - 10 крапель 20 %-ного розчину Na₂ S.

Розрахунок. Загальну жорсткість розраховують за формулою (мг · екв./л)

( Ca⁺⁺ + Mg⁺⁺) =нV_тр • 1000/ V,

де н - нормальність трилону Б; V_тр – об’єм розчину трилону Б, витраченого на титрування проби, мл; V – об’єм води, взятої на визначення.

Реактиви. 1. 0,1 н. розчин трилону Б готують розчиненням 18,613 г дистильованою водою з доведенням об’єму до мітки 1 л.

2. Буферний розчин - 68 г хлористого амонію х. ч. розчиняють у дистильованій воді, додають 560 мл концентрованого аміаку NH₄OH х. ч. і доводять об’єм до 1 л.

3. Індикатор еріохром чорний готують двома способами: розчиненням 0,5 г препарату в 10 мл буферної суміші з наступним доведенням до об’єму 100 мл етиловим спиртом; розчиненням 0,5 г препарату у фарфоровій ступці з 50 г хлористого натрію.

4. Стандартний розчин сірчанокислого магнію MgО₄, по якому визначають нормальність трилону Б - 1,2325 г MgSO₄ х. ч. розчиняють в 100 мл двічі дистильованої води. Для визначення нормальності трилону Б до 10 мл розчину MgО₄ доливають 90 мл дистильованої води, 5 мл буферного розчину, 5-7 крапель індикатора і титрують трилоном до переходу забарвлення. Нормальність розраховують за формулою:

h₁ = h ₂ · V₂/V_l ,

де h₁ - нормальність трилону; h₂ - нормальність сірчанокислого магнію; V₂ – об’єм стандартного розчину сірчанокислого магнію; V₁ - обсяг трилону, витраченого на титрування, мл.

Визначення кальцію і магнію

До 50 - 100 мл досліджуваної води додають 0,1 н. розчин НС1 у кількості, що відповідає вмісту мг · екв. НСОз із надлишком 2-3 мл, і ставлять прокип’ятити для усунення впливу НСО₃, що заважає. Остудивши, додають 2 (5) мл 2 н. розчину NaOH, щіпку мурексиду (10-15 мг) і титрують пробу трилоном Б до переходу забарвлення зі слабо-рожевого до бузково-фіолетового (якщо індикатор мурексид) або грязно-зеленого в синій (якщо індикатор змішаний).

Розрахунок. Вміст Са (у мг/л) розраховують за формулою:

20 · н· V_тр · 1000/ V,

де н - нормальність розчину трилону Б; V_тр - кількість розчину трилону, витраченого на титрування, мл; V – об’єм проби, взятої для визначення, мл.

Реактиви. 1. Розчин трилону той же, що і для визначення жорсткості.

2. Індикатор: а) мурексид - розтирають у ступці 5 г мурексиду з 95 г хлористого натрію х. ч.;

б) змішаний 0,2 г мурексиду і 0,5 г нафтолового зеленого трилону Б розтирають у ступці з 100 г хлористого натрію. Варто зберігати в склянці з темного скла.

Кількість магнію розраховують по різниці між мг екв. загальної жорсткості і мг · екв. кальцію, множачи отриману різницю на еквівалент магнію 12,16.