Wyznaczanie stopnia agresywności wody.docx

(29 KB) Pobierz
Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

I. Zarys teorii.

Zasadowość wody jest to zdolność do zobojętniania mocnych kwasów wobec umownych wskaźników. Zasadowość wody dzieli się na zasadowość F i M. Zasadowość M (ogólna) oznacza sumę wszystkich związków reagujących zasadowo wobec metyloranżu, zasadowość F oznacza sumę wszystkich związków reagujących zasadowo wobec fenoloftaleiny.

Twardość wody jest to właściwość wody wynikająca z obecności w wodzie składników mineralnych, głównie węglanów, wodorowęglanów, chlorków, siarczanów(VI) oraz krzemianów wapnia i magnezu.

Ze względu na ilość i jakość znajdujących się w wodzie jonów rozróżnia się twardość wody:

– przemijającą (węglanową) – pochodzącą przede wszystkim od węglanów i wodorowęglanów wapnia i magnezu, które podczas gotowania są wytrącane w postaci osadu

– nieprzemijającą (niewęglanową) – spowodowaną obecnością siarczanów(VI), chlorków, azotanów(V) i innych rozpuszczalnych soli głównie wapnia i magnezu, które pozostają w wodzie po jej przegotowaniu.

Ponadto wyróżniamy:

– twardość wapniową – wywołaną rozpuszczalnymi solami wapnia,

– twardość magnezową – wywołaną solami magnezu,

– twardość ogólną – stanowiącą sumę twardości węglanowej i niewęglanowej.

Twardość wody wyrażana jest najczęściej w:

– milimolach jonów wapnia i magnezu (1 mmol=40,08 mg Ca2+ na dm3 wody),

– miligramorównoważnikach (mval) substancji wywołującej twardość wody na dm3 (1 mval=20,04 mg Ca2+ w 1 dm3 wody)

– stopniach niemieckich (1° niemiecki = 10 mg CaO na dm3 wody = 0,357 mval CaO na dm3 wody),

– angielskich (1° niemiecki = 1,25° angielskiego)

– francuskich (1° niemiecki = 1,79° francuskiego).

Woda o twardości poniżej 15° niemieckich nosi nazwę miękkiej, średniej między 15-20° niemieckich powyżej tej wartości – twardej.

Zmiękczanie wody twardej polega na usunięciu z niej jonów wapnia i magnezu w postaci nierozpuszczalnych osadów. Można wyróżnić następujące metody usuwania twardości wody:

– termiczna – polega na gotowaniu wody w rezultacie czego wytrąca się tzw. kamień kotłowy,

– sodowo-wapienna – do wody dodaje się dokładnie określoną ilość wodorotlenku wapnia i sody,

– fosforanowa – twardość usuwana jest przy pomocy ortofosforanu(V) sodu,

– jonitowa – polega na zastosowaniu jonitów (kationitów i anionitów)

– przy pomocy kalgonu.

Woda twarda utrudnia pienienie się środków piorących, powoduje powstawanie kamienia kotłowego, korozję kotłów parowych oraz podrażnienia skóry.

Metoda Mohra to sposób na oznaczanie chlorku w nieznanych roztworach wodnych. Metoda ta polega na bezpośrednim miareczkowaniu obojętnego roztworu chlorku mianowanym roztworem AgNO3 w obecności K2CrO4 jako wskaźnika.

W czasie miareczkowania wytrąca się trudno rozpuszczalny osad AgCl:

Ag+ + Cl → AgCl

Gdy cała ilość jonów Cl− zostanie wytrącona, nadmiar roztworu AgNO3 wytrąca chromian srebra, którego brunatnoczerwone zabarwienie wskazuje na koniec miareczkowania:

2Ag+ + CrO42− → Ag2CrO4

Odczyn badanego roztworu powinien mieścić się w granicach 7 < pH < 10,5, ponieważ w roztworach kwaśnych (pH<7), jony wodorowe łączą się z jonami CrO42−:

2CrO42− + 2H+ → Cr2O72− + H2O

Natomiast w roztworach zasadowych (pH>10,5) następuje wytrącenie osadu Ag2O:

2Ag+ + 2OH → Ag2O + H2O

Innymi jonami przeszkadzającymi są:

·         Br, J, PO43−, CO32−

·         Ba2+, Sr2+, Pb2+, Fe2+

 

II.         Obliczenia.

Próbka nr 1

Temperatura wody:22°C, pH = 7,81

 

1.     Zasadowość.

"m"=V2×0,1×103100 mvaldm3

1.     V2 = 4,0ml

2.     V2 = 3,8ml

"m"=3,9×0,1×103100=3,9 mvaldm3×61mgmval

"m"=237,9mgdm3

2.     Oznaczenie twardości całkowitej metodą wersenianowi.

t0=Vwer×nwer×103100×28 mvaldm3

1.     Vwer = 28ml

2.     Vwer = 28ml

nwer = 0,56mgCa/cm3

t0=28×0,56×103100×28=5,6mvaldm3

3.     Oznaczenie twardości wapniowej metodą wersenianową.

tCa=Vwer×nwer×103100×28 mvaldm3

1.     Vwer = 20,8ml

2.     Vwer = 21,2ml

nwer = 0,56mgCa/cm3

tCa=21×0,56×103100×28=4,2mvaldm3×20mgmval

tCa=84mgdm3

4.     Oznaczenie twardości magnezowej.

tMg=t0-tCa mvaldm3

tMg=5,6-4,2=1,4 mvaldm3×12,15mgmval

tMg=17,0mgdm3

 

5.     Oznaczenie zawartości kationów.

Km=V×0,1×103100 mvaldm3

1.     V = 2,6ml

2.     V = 2,5ml

Km=2,55×0,1×103100=2,55 mvaldm3

KAT=AN=Km+"m" mvaldm3

KAT=AN=2,55+3,9=6,45mvaldm3

6.     Oznaczenie chlorków metodą Mohra.

x=V×0,1×103100 mvaldm3

1.     V = 9,85ml

2.     V = 9,90ml

x=9,875×0,1×103100=0,99 mvaldm3×35,5mgmval

x=35,15mgdm3

7.     Oznaczenie ilości jonów sodowych.

Na+=KAT-Ca2++Mg2+=KAT-t0 mvaldm3

Na+=6,45-5,6=0,85 mvaldm3×23mgmval

Na+=19,6mgdm3

8.     Oznaczenie ilości jonów siarczanowych.

SO42-=AN-HCO3-+Cl- mvaldm3

SO42-=6,45-3,9+0,99=1,56mvaldm3×45mgmval

SO42-=70,2mgdm3

9.     Oznaczenie indeksu nasycenia.

pHs=pCa+pAlk+C

Sucha pozostałość 463,9mg/dm3

pCa = 3,2

pAlk = 2,85

C = 2,27

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin