Определение CO2 в воде методом нейтрализации

Определение CO₂ в воде методом нейтрализации

1. Сущность метода. Свободную СО₂ содержащуюся в воде, определяют  титрованием пробы методом нейтрализации, использую в качестве рабочего раствора NaOH.

2. Химизм:

Свободная CO₂ титрируется как одноосновная кислота

CO₂ + OH^- ----> HCO₃

при этом цвет индикатора показывает щелочную реакцию раньше, чем заканчивается титрирование. Это объясняется тем,что большая часть CO₂ находится в воде в свободном виде и только менее 1% связано с водой в H₂CO₃.

Угольная кислота реагирует с щёлочью, равновесие при этом смещается в право и свободная CO₂ превращается в H₂CO_3:

H₂CO_{3 +} NaHCO_{3 +} H₂O

Этот процесс протекает медленно и поэтому при титрировании CO₂ раствором щелочи в присутствии фенолфталеина цвет раствора страновится розовым в самом начале тирирования, когда ещё большая часть CO₂ находится в свободном состоянии. Через 0,5 - 1 минуту розовая окраска исчезает. Это явление наблюдается при титрировании до тех пор, пока вся CO₂ не  превратится в бикарбонат. Титрование считается  законченным, если индикатор показывает щелочную среду в течении 5 минут. Во время титрирования часть CO₂ может улетучиться, поэтому рекомендуется проводить предварительное титрование, определив примерно необходимое количество едкого натра. При втором тировании всё это количество приливают сразу и только потом  титруют, прибавляя расвтор по каплям до точки эквивалентности. Так как содержание СО₂ в воде невелико, то для титрования применяют 0,01 и раствор щелочи.  Для облегчения установления точки эквивалентности рекомендуется использовать раствор "свидетель". В качестве свидетеля можно применять фосфатный буфер.

3. Посуда, реактивы, оборудование:

3.1. Бюретка на 10мл;

3.2. Пипетки на 5 и 10 мл;

3.3. конические колбы на 250 мл;

3.4. Раствор NaOH 0,01н;

3.5. Индикатор фенолфталеин 0,01%-ный раствор;

3.6. Фосфатный буферный раствор, рН = 8,34.

4. Ход анализа

В коническую колбу на 250 мл помещают анализируемой воды, приливают 0,2 мл 0,01%-ного раствора фенолфталеина и перемешивают. Во второй колбе готовят раствор "свидетель". Окраску анализируемой пробы сравгивают с окраской "свидетеля". для приготовления "свидетеля" берут  200мл анализируемой воды, 2,5 мл буферного раствора и 0.2 мл 0,01%-ного раствора индикатора. При этом возможны два случая: при внесении фенолфталеина проба воды не окаршивается вовсе или окрашивается слабее "свидетеля", что указывает на присутствие в ней свободной СО₂; проба воды окрашивается сильнее,чем "свидетель" - это говорит об отсутствии в ней СО₂. При наличии свободной СО₂ пробу воды титруют 0,01 и раствором NaOH. Число мг-экв  NaOH, необходимое для титрования, равно числу мг-экв свободной СО₂ в пробе воды.

5.

Содержание СО₂ в мг на 1л воды рассчитывают по формуле:

mco2=

V - объём израсходованного раствора NaOH, мл;

N - нормальность раствора NaOH

6. Техника безопасности:

6.1. Осторожно обращаться со стеклянной посудой, не использовать посуду с трещинами и сколами.

6.2 После окончания работы привести рабочее место в порядок.

7. Контрольные вопросы:

7.1. Почему при определении СО₂ используют метод нейтрализации?

7.2. Зачем нужно проводить предварительное титрование?

7.3. Какие качественные реакции используют для определения наличия в воде свободной СО₂?

7.4. Почему наблюдается окрашивание раствора в начальной стадии титровании?

7.5. В каких единицах выражают содержание СО₂ в воде?

7.6. Как влияет наличие свободной СО₂ на качество воды?