Вопросы и задачи

1. Чем обусловлено присутствие ионов в воде?

2. В чём сущность ускоренного метода определения ионов в воде?

3. Содержание ионов в воде 5 мг/л. Выразить эту величину в эквивалентной форме.

Работа 12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ИОНОВ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ В ВОДЕ

Ионы кальция и магния являются постоянными компонентами природных и сточных вод. Их содержание в естественных условиях зависит от равновесия углекислых солей, свободной углекислоты в воде, а также от геоло­гических условий в водоносных слоях.

Концентрация ионов кальция и магния в сточных водах зависит от ха­рактера производства и количества технологических выбросов, улавливае­мых водой. Для определения суммарного содержания ионов кальция и магния (в мг-экв/л) используется объемный трилонометрический метод. Он основан на титровании исследуемой воды трилоном Б, образующим с ионами Са2+ и Mg2+ прочные комплексы.

Трилонометрическое определение содержания различных катионов в во­де проводят при определенном значении рН (когда ион образует с трило­ном Б более прочное соединение, чем с индикатором). Это значение рН достигается введением в исследуемую воду особых буферных растворов со­ответствующего состава.

Для установления момента связывания ионов Са2+ и Mg2+ с трилоном В в комплекс титрование проводят с индикатором - хромогеном.

Взаимодействие ионов Са2+ и Mg2+ с индикатором (до связывания их с трилоном В) ведет к образованию непрочного цветного соединения (мали­ново-красного). При титровании трилон Б извлекает ионы Са2+ и Mg2+ из этого соединения, образуя с ними более прочное комплексное соединение (синеватого цвета). Особенно резкое изменение окраски этого индикатора вызывают ионы Mg2+. Так как ионы кальция не дают четкого изменения

окраски этого индикатора, то определение их содержания возможно только совместно с ионами магния. В то же время ионы кальция образуют устойчи­вое комплексное соединение с трилоном Б в сильнощелочной среде (рН=12-13) в присутствии индикатора мурексида (пурпурата аммония). Раствор комплекса мурексида с ионами кальция окрашен в красный цвет, свободная форма индикатора - в фиолетовый. Таким образом, титруя иссле­дуемую воду трилоном Б в присутствии индикатора мурексида в сильноще­лочной среде, определяют содержание ионов Са2+ (в мг-экв/л).

При разности суммарного содержания ионов кальция и магния в воде и отдельно ионов кальция определяют содержание ионов магния.

Присутствие взвешенных веществ в воде затрудняет анализ. Поэтому для исследования берут фильтрат. На ход определения содержания ионов Са2+ оказывают влияние анионы и Для устранения их влияния исследуемую воду титруют сразу же после прибавления щелочи.

Практическая часть

Определение суммарного содержания ионов кальция и магния в воде

Реактивы

1. Трилон Б (0, 05н раствор).

2. Буферный раствор*.

3. Индикатор (кислотный хромтемно-синий).

Ход определения

В коническую колбу вместимостью 250 мл вводят 100 мл отфильтрованной исследуемой воды, добавляют 5 мл буферного раствора и 5-7 капель индикатора хромтемно-синего. Полученный раствор малиново-красного цвета титруют 0, 05н раствором трилона Б (при энергичном встряхивании) до из­менения окраски в синеватую.

Титрование проводят три раза, результаты записывают в табл. I.

Таблица I

Номер опыта	Объём трилона Б, израсходованный на титрование с хромтёмно-синим, мл	Объём трилона Б, израсходованный на титрование с мурексидом, мл	Суммарное содержание ионов кальция и магния в воде		Содержание ионов кальция в воде		Содержание ионов магния в воде
			мг-экв/л	мг/л	мг-экв/л	мг/л	мг-экв/л	мг/л

Расчет

Суммарное содержание ионов кальция и магния X (мг-экв/л) в исследуемой воде рассчитывают по формуле:

Х= 1000

где Vт - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование с хромтемно-синим, мл;

Ст - нормальность раствора трилона Б (0,05)

- объем исследуемой воды, взятый для титрования, мл.

Результаты расчетов записывают в табл. I.

*К 20 г Cl добавляют 100 мл 25%-го раствора аммиака и доводят общий объем раствора дистиллированной водой до одного литра.

Определение содержания ионов кальция в воде

Реактивы

1. Трилон Б (0,05н раствор).

2. NaOH (2н раствор).

3. Индикатор (мурексид). **

Ход определения

В коническую колбу вместимостью 250 мл вводят 100 мл отфильтрованной исследуемой воды, приливают 2 мл 2н раствора NаОН, перемешивают, добавляют 10 мг смеси мурексида с NaCl и титруют 0, 05н раствором трилона Б при интенсивном перемешивании.

Переход окраски раствора от красного цвета к фиолетовому (лилово­му) свидетельствует об окончании титрования.

Титрование проводят 3 раза, результаты записывают в таблицу.

Расчет

Содержание ионов кальция X (мг-экв/л) в исследуемой воде рассчиты­вают по формуле

Х= 1000

где Vт - объем трилона Б, израсходованный на титрование с мурексидом, мл;

Ст - нормальность раствора трилона Б (0,05);

- объём исследуемой воды, взятый для титрования, мл. Результаты расчетов записывают в таблицу.

Определение содержания ионов магния в воде

Содержание ионов магния (мг-экв/л) в исследуемой воде определяют, вычитая из суммарного содержания ионов кальция и магния содержание ионов кальция.

Результаты записывают в табл. I.

**0,5 г мурексида тщательно растирают в ступке с 9,5 г NaCl (хранят в склянке из темного стекла с притертой пробкой)

Вопросы и задачи

1. Чем обусловлено присутствие ионов кальция и магния в природных и сточных водах?

2. В чем сущность применяемого объемного трилонометрического метода?

3. Определить содержание ионов магния в 2 л воды, зная, что на титро­вание с мурексидом 100 мл воды израсходовано 10 мл 0, 01н раствора трилона В, а суммарное содержание ионов кальция и магния равно

8 мг-экв/л.

4. Определить суммарное содержание ионов кальция и магния в 5 л воды (в мг-экв), если при титровании 100 мл расход 0, 01н раствора трилона Б составил 8 мл.

5. Содержание ионов кальция в воде составляет 4 мг/л. Вычислить объем 0, 01н раствора трилона В, израсходованных на титрование 100 мл этой воды.

6. При определении суммарного содержания ионов кальция и магния в I л воды на титрование 100 мл пошло 12 мл 0, 01н раствора трилона Б. При определении содержания ионов кальция на титрование пошло 8 мл 0, 01н раствора трилона Б. Вычислить содержание ионов кальция и магния в воде в весовой форме.

7. Суммарное содержание ионов кальция и магния составляет 10 мг-экв/л, содержание ионов кальция - 20 мг/л. Вычислить содержание ионов магния в воде.