Работа 3. Определение карбонатной жесткости воды

Оглавление

• Основные сведения
• Экспериментальная часть

Основные сведения

 С помощью стандартизированного раствора НСl определяют не только содержание щелочей, но и некоторых солей. Большое практическое значение имеет определение карбонатной жесткости воды.

Известно, что жесткость обусловлена присутствием в воде растворимых солей кальция и магния.

Карбонатная жесткость зависит от содержания в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Она почти полностью устраняется кипячением, при котором гидрокарбонаты разлагаются. Поэтому карбонатную жесткость называют также устранимой или временной.

Некарбонатная жесткость вызывается присутствием в воде сульфатов (а также хлоридов) кальция и магния. Кипячение она не устраняется и поэтому называется постоянной. Сумма карбонатной и некарбонатной жесткости дает общую жесткость воды.

Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо образуется пена при использовании мыла. Использование жёсткой воды вызывает появление осадка (накипи) на стенках котлов, в трубах и т. п. В то же время, использование слишком мягкой воды может приводить к коррозии труб, так как, в этом случае отсутствует кислотно-щелочная буферность, которую обеспечивает гидрокарбонатная (временная) жёсткость. Потребление жёсткой или мягкой воды обычно не является опасным для здоровья, хотя есть данные о том, что высокая жёсткость способствует образованию мочевых камней, а низкая — незначительно увеличивает риск сердечнососудистых заболеваний.

Выражается жесткость числом миллимолей эквивалентов кальция (ΙΙ) или магния (ΙΙ), находящихся в воде объемом 1 л.

По величине общей жёсткости различают воду мягкую (до 2 ммоль/л), средней жёсткости (2-10 ммоль/л) и жёсткую (более 10 ммоль/л). Жесткость питьевой воды должна быть не выше 6,4 ммоль/л эквивалентов кальция (ΙΙ) и магния (ΙΙ).

Жёсткость воды поверхностных источников существенно колеблется в течение года; она максимальна в конце зимы, минимальна — в период паводка (например, жёсткость волжской воды в марте — 4,3 ммоль/л, в мае — 0,5 ммоль/л). В подземных водах жёсткость обычно выше (до 80-100 ммоль/л) и меньше изменяется в течение года.

Карбонатную жесткость определяют титрованием определенного объема воды раствором НСl в присутствии метилового оранжевого. Химизм процесса выражается уравнениями:

 Ca(HCО₃)₂ + 2HC1 → CaCl₂ + H2O + CO2↑

Мg(HCО₃)₂ + 2HC1 → MgCl₂ + H2O + CO2↑

Экспериментальная часть 

Цель работы:

Определить карбонатную жесткость проточной воды.

 Реактивы и оборудование:

1. Штатив, бюретка; колбы для титрования вместимостью 250 мл; пипетка вместимостью 100 мл.

2. Раствор НСl с известной концентрацией, проточная вода, индикатор метиловый оранжевый.

 Порядок выполнения

Пипеткой на 100 мл отбирают анализируемую воду в три колбы для титрования. Прибавляют 5-7 капель метилоранжа и титруют 0,1 М раствором HCl до перехода желтой окраски в бледно-розовую.

 Таблица. Результаты эксперимента.

Карбонатную жесткость воды рассчитывают по формуле:

с(1/2 Са²⁺)  = с (HCl) ∙V(HCl )·1000 / V(H₂O),     [ммоль/л]

Вывод: сделать заключение о карбонатной жесткости исследуемой воды.