Определение жесткости воды: Лабораторная работа

Министерство Высшего и профессионального

Образования РФ

Санкт-Петербургский Государственный

Горный институт имени Плеханова Г.В.

Технический университет.

Кафедра экологии, аэрологии и охраны труда.

Лабораторная работа №4

Определение жесткости воды

Санкт-Петербург

1999 год

Лабораторная работа №4

Цель работы:

Жесткость воды – один из важнейших показателей, определяющих качество питьевой воды, а также возможности использования воды для хозяйственно-бытовых целей.

Показатель жесткости определяется, как концентрации в воде ионов двух- и трехвалентных металлов, к этим ионам относят . Обычно концентрации последних четырех ионов существенно меньше, чем концентрации , поэтому на практике под жесткостью понимают суммарную концентрацию ионов кальция и магния.

В зависимости от атомов, которые компенсируют положительный заряд ионов кальция и магния в растворе, различают:

-  карбонатную жесткость;

-  некарбонатную жесткость.

Повышение жесткости воды обуславливает снижение ее качества по следующим причинам:

1.  Использование жесткой воды приводит к увеличению расхода мыла и моющих средств, поскольку компоненты мыла реагируют с ионами металлов с образованием нерастворимых соединений. Моющее средство не будет «мылиться» до тех пор, пока все ионы металлов не будут связаны. За счет образования осадка снижается качество промывки или стирки.

2.  Вода, имеющая повышенную карбонатную жесткость, не может быть использована в процессах, связанных с увеличением температуры (котлы, бойлеры, теплообменники), вследствие образования на аппаратуре осадка (накипи).

3.  Вода, имеющая повышенную жесткость, не может быть использована в процессах, связанных с увеличением щелочности раствора, поскольку при рН=9 бикарбонат-ион () переходит в карбонат (), что приводит к образованию нерастворимых соединений металлов.

4.  Использование питьевой воды повышенной жесткости приводит к отрицательному воздействию на сердечно-сосудистую систему человека.

Жесткость выражается обычно в .

Жесткость природной воды обычно находится в интервале 0,1 – 10 .

По показателю жесткости воды можно условно разделить на следующие классы:

-  мягкая - <1 ;

-  умеренно-жесткая – 1–3 ;

-  жесткая – 3–6 ;

-  очень жесткая - >6 .

Наиболее распространенным методом определения жесткости воды, является метод прямого определения общего количества ионов кальция и магния в пробе воды путем титрования с натриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты  - трилон Б с использованием в качестве индикатора эриохрома.

Ход работы:

1.  Подготавливаем пробу для титрования:

-  в каждую коническую колбу мерной пипеткой помещаем по 10 мл исследуемой пробы;

-  в каждую колбу добавляем по 100 мл дистиллированной воды;

-  в каждую колбу добавляем по 5 мл аммиачного буфера;

-  в каждую колбу добавляем по 2 небольших кристаллика индикатора;

-  тщательно перемешиваем получив растворы, которые должны приобрести малиновый оттенок.

2.  Титрование:

-  определяем цену деления пипетки объем 1 мл;

-  набираем в пипетку 1 мл трилона Б;

-  по каплям медленно прибавляем трилон Б в исследуемую пробу при интенсивном ее перемешивании до изменения окраски раствора (раствор должен приобрести синий цвет). В момент изменения окраски раствора титрование прекращаем и фиксируем количество трилона Б, затраченного на титрование.

3.  Производим расчет жесткости воды по формуле:

            где,

Z – жесткость воды, ;

H – нормальность (концентрация) титрующего раствора трилона Б (равная 0,1);

A – число миллилитров трилона Б, израсходованного на титрование (среднее из трех значений для каждой пробы);

V – объем исследуемой воды, взятой для приготовления пробы, мл (в данном случае 10 мл).

4.  Данные опытов и дальнейших расчетов приведены в таблице №1.

Таблица №1