Работа 9. Определение содержания гидрокарбонатов и карбонатов в воде

В природных водах присутствует как сводная углекислота, так и связанная. Связанная углекислота присутствует в гидрокарбонатной форме/ , / и карбонатной , , /. Содержание различных форм углекислоты в воде зависит от величины рН. При рН<4.2 в природных водах содержится только свободная углекислота. Появление в воде гидрокарбонат-ионов повышает рН. При рН от 4.2 до 8.3 в воде присутствуют свободная вуглекислота и ионы причём с возрастанием рН увеличивается концентрация ионов и понижается концентрация свободной кислоты. При рН 8.4 в воде присутствуют только гидрокарбонаты (99.7%). При дальнейшем увеличении рН в воде появляются ионы , которые при рН > 10 становятся преобладающими.

Все формы углекислоты могут переходить друг в друга при изменении рН. На этом основано определение содержания гидрокарбонатов и карбонатов в воде.

При одновременном присутствии и создают щелочность. Определение основано на нейтрализации щелочности, создаваемой этими ионами, раствором соляной кислоты. В присутствии HCl ионы и переходят в свободную углекислоту.

Карбонаты взаимодействуют с HCl в две стадии.

На первой стадии карбонаты переходят в гидрокарбонаты:

↔ +NaCl

+ ↔ (pH≈8.4)

На второй стадии образовавшиеся гидрокарбонаты переходят в свободную углекислоту:

+ (pH≈4.4)

Таким образом можно считать, что объём кислоты, затраченный на перевод ионов ,в ионы ,соответствует половине содержащихся в воде карбонатов. Индикатор-фенолфталеин. Проба, оттитрованная раствором HCl в присутствии фенолфталеина, содержит гидрокарбонаты, ранее находящиеся в воде, и гидрокарбонаты, образовавшиеся из карбонатов.

Гидрокарбонаты переводят в свободную углекислоту последующим титрованием пробы кислотой в присутствии метилоранжа.

При расчёте содержания ионов в воде объём HCl израсходованный на титрование пробы воды с фенолфталеином, соответственно удваивается. А при расчёте количества гидрокарбонатов из объёма кислоты, израсходованного на титрование воды в присутствии метилоранжа, вычитается объём, израсходованный на титрование с фенолфталеином.

Карбонат-ионы содержатся в щелочных водах. Обычно питьевая вода не содержит карбонатов, на что указывает отсутствие розовой окраски при прибавлении к воде фенолфталеина.

В этом случае в воде определяют только гидрокарбонаты титрованием кислотой в присутствии метилоранжа:

+HCl↔NaCl+

Практическая часть

Реактивы

HCl (0.1 N раствор)
Фенолфталеин (0.1% раствор)
Метилоранж (0.02% раствор)

Ход определения

В коническую колбу ёмкостью 250мл отмеряют 100мл исследуемой воды, вводят 2-3 капли фенолфталеина и осторожно по каплям оттитровывают 0.1 N раствором HCl до исчезновения розовой окраски. Записывают в таблицу объём HCl, израсходованный на титрование. К оттитрованной пробе прибавляют 2-3 капли метилоранжа и титруют 0.1 N раствором HCl до перехода желтой окраски в оранжевую. Записывают в таблицу объём HCl, израсходованный на титрование.

Проводят такое же определение с водопроводной водой.

Расчёт

1.Содержание ионов в исследуемой воде, мг/л: