Лабораторная работа № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЩЕЛОЧНОСТИ ВОДЫ
Щелочность
- показатель, определяющий содержание
в воде гидроксильных ионов
и анионов слабых кислот
,
,
и др., связанных с катионами
,
которые при диссоциации образуют более
сильные щелочи и придают раствору
щелочной характер.
Теория
электролитической диссоциации объясняет,
каким образом наличие анионов слабых
кислот обусловливает щелочность воды.
Например, соль
в водном растворе диссоциирует:
слабая кислота
↓ ↓
↑_________________________________________↑
сильная щелочь
Раствор
имеет щелочной характер, так как
- сильная щелочь, а
- слабая кислота.
Или,
например, соль
,
растворенная в воде, диссоциирует:
Сильная кислота
↓ ↓
↑_____________________________________________↑
Слабая щелочь
Раствор
имеет кислый характер, так как
- сильная кислота , а
- слабая щелочь.
В
природных водах (называемых в водоподготовке
также исходными) щелочность
обусловливается содержанием иона
.
Если в исходной воде содержание иона
,
выраженное в миллиграмм-эквивалентах
на литр, меньше или равняется общей
жесткости
,
то величина
эквивалентна
(
=
).
Если
,
то все катионы жесткости связаны с
,
т.е.
и, кроме того, в воде находится бикарбонат
натрия в количестве
.
Общей щелочностью воды ЩО называется выраженная в миллиграмм-эквивалентах на кг суммарная концентрация содержащихся в воде гидроксид-ионов и анионов слабых кислот, которые, гидролизуясь, дают щелочную среду. Например:
В
зависимости от обусловливающего ее
аниона различают щелочность гидратную
(обусловлена ионом
),
карбонатную
,
бикарбонатную
,
силикатную
,
фосфатную
,
гуматную
(обусловлена анионами слабых органических
кислот).
Щелочность поверхностных и грунтовых вод обусловлена наличием бикарбонатов и в некоторых случаях гуматов. В котловой (парогенераторной) воде щелочность вызывается гидратами и карбонатами, а при фосфатировании – фосфатами.
В дальнейшем рассматриваем щелочность воды в отсутствии силикатов, фосфатов и гуматов. В этом случае в воде одновременно могут присутствовать следующие виды щелочности:
-
бикарбонатная (
)
и карбонатная (
);
- карбонатная ( ) и гидратная ( );
-
бикарбонатная (
)
и свободная углекислота (
).
Одновременное присутствие следующих соединений маловероятно:
- бикарбонаты и гидраты;
-
свободная
и карбонаты,
так как между ними могут происходить следующие реакции:
Для титрования используют раствор соляной или серной кислоты 0,1 н. концентрации и два индикатора: 1%-ный спиртовый раствор фенолфталеина и 0,1%-ный водный раствор метилоранжа. Эти индикаторы реагируют на величину рН.
Фенолфталеин имеет переход окраски в интервале рН=8,3 с бесцветного в розовый цвет.
При рН 9,5 он окрашивает испытуемый раствор в малиновый цвет. При понижении рН цвет раствора бледнеет и при рН 8,3 раствор становится бесцветным.
Метилоранж имеет переход окраски в интервале рН=3,1-4,4.
При рН> 4,4 он окрашивает испытуемый раствор в желтый цвет, в интервале рН=4,4-3,1 – в различные тона оранжевого цвета, при рН< 3,1 – в розовый.