Лабораторна робота № 14.

1. ТЕМА: Визначення технічних показників води.

2. МЕТА: Визначання фізичних і хімічних характеристик води.

Якість води, яка використовується для побутових і технічних цілей визначається відповідними фізичними і хімічними показниками, які показують наявність або відсутність тих чи інших домішок у воді. Головні хімічні характеристики — твердість, окиснюваність, вміст хлорид-іону, оксиду вуглецю (IV) і розчиненого кисню. Важливою фізичною характеристикою є вміст завислих речовин у воді.

Розрізняють твердість тимчасову (карбонатну), яка обумовлена присутністю гідрокарбонатних солей кальцію і магнію, постійну, яка характеризується наявністю сульфатів, хлоридів і нітратів кальцію і магнію. Сума тимчасової і постійної твердості дають загальну твердість, в такій воді присутні всі солі кальцію і магнію. Враховуючи те, що кальцій та магній мають різні атомні маси і їх співвідношення у природних водах не є постійним, твердість води виражають в ммоль-екв/л. Інколи твердість води виражають також у німецьких (10 мг СаО в 1 л води), англійських (1 г СаСО3 в 1 галоні) або французьких (1 г СаСО3 в 100000 г води) градусах.

Під окиснюваністю води розуміють масу кисню в міліграмах, яка йде на окиснення органічних речовин, розчинених в 1 л води при певних умовах окиснення. Отже, окиснюваність - один із показників ступеня забруднення води органічними домішками. Із-за складності аналізу безпосередньо концентрацію органічних речовин у воді не визначають. Окиснюваність північних районів значна, так як в них присутні гумінові сполуки.

Хлориди в природних водах займають перше місце серед аніонів. Вміст їх коливається від десятих долей до тисячі і більше міліграм в 1 л. У побутових стічних водах особливо багато хлоридів. Різке збільшення концентрації хлор-іонів у воді вказує на забруднення водойми стічними водами. При концентрації хлоридів більше 300 мг/л вода набуває солонуватого присмаку. Крім того хлориди посилюють корозію заліза у воді внаслідок утворення добре розчинного хлориду заліза. Хлориди часто містяться у стічних водах деяких підприємств.

Оксид вуглецю (IV), сірководень, оксид сірки (IV) і кисень - найбільш часто присутні у воді шкідливі корозійноздатні гази. Тому воду аналізують на їх вміст. Оксид вуглецю (IV) завжди присутній у воді. Визначення розчиненого кисню у воді – важлива складова частина хімічного аналізу води. Недостатній вміст його або повна відсутність вказує на наявність забруднень, які поглинають із води розчинений в ній кисень. Розчинність газів у воді залежить від температури і атмосферного тиску. Визначення слід робити зразу ж після відбору проби води. Джерелом кисню у воді є атмосферне повітря і фітопланктон. Глибокі ґрунтові води, як правило, не містять розчиненого кисню, вони поглинають його при зіткненні з повітрям.

Більшість промислових стічних вод містять значну кількість завислих у воді твердих частинок і колоїдів різного хімічного складу, обумовленого специфікою виробництва. Вода, призначена для господарсько-побутових потреб, для охолодження агрегатів, паросилового господарства і інших цілей, часто містить частинки глини, піску, мулу, які потрібно видалити. Процес видалення із води завислих частинок і колоїдів називається освітленням і обезбарвленням. Найбільш ефективно цей процес відбувається з застосуванням спеціальних реагентів – коагулянтів і флокулянтів. У якості коагулянта частіше всього застосовують гідросульфат алюмінію, який у воді при рН=7 максимально гідролізується, утворюючи нерозчинний гідроксид алюмінію. Пластівці гідроксиду алюмінію сорбують завислі у воді частинки, утворюючи при цьому крупні флокули, які швидко осідають і розчин освітлюється.

У якості флокулянтів використовують високомолекулярні сполуки які можуть застосовуватися для очистки води як самостійно, так і в якості доповнення до коагулянтів. Перед проведенням освітлення воду перевіряють на вміст завислих частинок з допомогою тих же реагентів.

У водах багатьох природних джерел містяться нафтопродукти. Частіше всього вони попадають в них в результаті недостатньої очистки вод промислових підприємств. Але забруднення нафтопродуктами може бути і іншого характеру: винос ґрунтовими водами із нафтоносних шарів, міські зливові стоки, скид з пароплав, моторних човнів і ін. Тому останнім часом у воді рік, озер та інших водойм визначають вміст нафтопродуктів.

Аналізують воду за вказаними вище показниками як до очистки, так і після неї. Очистку води проводять найчастіше з метою видалення солей кальцію і магнію (пом'ягшення води), а також завислих речовин і колоїдних частинок (коагуляція).

1. Визначення тимчасової (карбонатної) твердості води.

Тимчасову твердість води (Тк) визначають титруванням проби досліджуваної води розчином соляної кислоти:

V1 – об'єм соляної кислоти, витрачений на титрування, мл;

V2 – об'єм води, взятий для аналізу, мл;

С — концентрація розчину соляної кислоти, моль/л.

3.1. РЕАКТИВИ І ОБЛАДНАННЯ

3.1. Розчин соляної кислоти концентрацією 0,1 моль/л, індикатор – метиловий оранжевий.

3.2. Конічні колби місткістю по 250 мл, бюретка на 100 мл, циліндр на 25 мл.

4.1. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

В конічну колбу відбирають 100 мл аналізованої води і титрують розчином соляної кислоти концентрацією 0,1 моль/л з індикатором — метиловим оранжевим до появи розового забарвлення.

2. Визначення загальної твердості води.

Загальну твердість води визначають методом комплексометричного титрування, який заснований на утворенні міцної сполуки трилону Б з іонами кальцію і магнію. Титрування води проводять в присутності індикаторів – хромогенів у слаболужному середовищі, яке створюють буферним розчином, що містить NH4OH I NH4Cl (аміачна суміш). При цьому іони Са+ і Мg2+ зв'язуються трилоном Б у комплексну сполуку:

Зміна забарвлення індикатора від червоно-фіолетового до синьо-фіолетового свідчить про повне зв'язування у воді трилоном Б іоній кальцію і магнію. Загальну твердість води розраховують за формулою (1):

де Т3 – загальна твердість води, ммоль-екв/л;

V1 – об’єм трилону