5.1. Визначення твердості води спиртово-мильним методом

Метод ґрунтується на утворенні малорозчинних солей кальцію і магнію з калієвими або натрієвими солями вищих карбонових кислот, які входять до складу мила, наприклад:

2С_І7Н₃₅СООК + СаСІ₂ = (С₁₇Н₃₅СОО)₂Са + 2КСl.

Обладнання і реактиви: колба конічна місткістю 250 мл з при­тертою скляною пробкою, мірні колби на 500 і 1000 мл; етанол, 80%‑й розчин; мильний розчин (100 г господарського мила розчиняють у 1 л 80%-го етанолу, дають відстоятися в закритій посудині впродовж однієї–трьох діб, потім чистий розчин зливають в іншу посудину); стандартний розчин хлориду кальцію (0,5 г безводного СаСІ₂ розчиняють у кількох мілілітрах розбавленої хлоридної кислоти, додають 200 мл дистильованої води й нейтралізують аміаком (за універсальним індикаторним папером), кількісно переносять одержаний розчин у мірну колбу на 500 мл і доводять об'єм дистильованою водою до риски; 1 мл розчину еквівалентний за твердістю 1 мг СаСО₃ і 1 мл мильного розчину).

Стандартизація мильного розчину. Розбавляють невелику порцію мильного розчину 80%-м етанолом, поки твердість 1 мл його не зрівняється з твердістю 1 мл стандартного розчину СаСІ₂. Для цього 1 мл мильного розчину кожного разу змішують з 1 мл стандартного розчину СаСl₂ і збовтують. Твердість мильного розчину стає стан­дартною, коли під час збовтування на поверхні суміші утвориться шар піни, що довго не зникає.

Хід роботи

Наливають у колбу 50 мл аналізованої води й порціями по 0,2 мл додають стандартний мильний розчин, щоразу збовтуючи вміст колби.

Після появи піни залишають колбу на п’ять хвилин. Якщо піна не зникне, аналіз закінчено. Кількість витраченого мильного розчину, в мл, помножена на 20, означає твердість води, в мг/л, у перерахунку на СаСО₃.

5.2. Визначення загальної твердості комплексометричним методом

Метод ґрунтується на взаємодії катіонів кальцію і магнію з трилоном Б в аміачному буферному розчині (рН=9,5) з утворенням внутрішньокомплексних сполук (за наявності металохромних індикаторів). Чутливість методу — 0,001 ммоль екв/л.

Катіони важких металів перешкоджають визначенню, тому їх попередньо осаджують у вигляді малорозчинних сполук або зв'язують у стійкі комплекси (маскують).

Аналізована вода має бути прозорою (каламутну воду заздалегідь фільтрують). Мастило, яке знебарвлює індикатор, також видаляють фільтруванням. Титрування виконують за кімнатної температури. Початкове значення рН аналізованої проби води має становити 4,3, оскільки лише при цьому аміачний буферний розчин забезпечує необхідний рН = 9,5.

Обладнання і реактиви: піпетки Мора, конічні колби місткістю 250 мл, мірна колба на 1 л, штатив, бюретка, скляна лійка, беззольні фільтри; титрований розчин трилону Б (для води з твердістю 0,5…20,0 ммоль екв/л готують розчин з С(1/z) = 0,05 моль/л (за фіксаналом); якщо немає фіксаналу, то зважують 9,3 г трилону Б і розчиняють його у мірній колбі місткістю 1 л, доводять об'єм до риски дистильованою водою; концентрацію розчину трилону Б встановлюють за стан­дартним розчином МgSO₄, приготовленим із фіксаналу; метод вста­новлення титру той самий, що й при визначенні твердості води; розчин трилону Б стійкий упродовж трьох-чотирьох місяців); аміачний буферний розчин (готують змішуванням однакових об'ємів 20%-го розчину аміаку NH₄OH і 20%-го розчину хлориду амонію NH₄Cl, pH = 9,5), розчин індикаторів (0,125 г індикатора розчиняють у 2,5 мл аміачного буферного розчину і доводять об'єм розчину етанолом до 25 мл; розчин кислотного хрому темно-синього зберігається довго, хромогену чорного — упродовж десяти днів.

Хід роботи

Беруть 10…100 мл аналізованої води (у відібраній пробі твердість не має перевищувати 0,5 ммоль екв/л) і доводять об'єм дистильованою водою до 100 мл, додають 5 мл аміачного буферного розчину і п’ять–сім крапель індикатора. В іншій колбі готують розчин «свідка»: до 100 мл дистильованої води додають 5 мл буферного розчину і п’ять–сім крапель індикатора. Потім пробу повільно титрують трилоном Б, інтенсивно струшуючи, до переходу забарвлення розчину з винно-червоного в яскраво-синій.

Твердість води, ммоль екв/л, розраховують за формулою

,

де V₁ — об'єм розчину трилону Б, мл; V₂ — об'єм аналізованої води, мл; С(mp/z) — молярна концентрація еквівалентів розчину трилону, моль/л.

За цією методикою визначають твердість води від 0,5 до 20,0 ммоль екв/л за відсутності інших домішок.

Оскільки карбонатна твердість води зумовлена йонами НСО₃^–, її визначають титруванням проби води розчином хлоридної кислоти. Усувну твердість визначають за різницею між вмістом НСО₃ до і після кип'ятіння проби води.