Определение жесткости водопроводной воды (экспериментальная часть)

Жесткость воды является одним из основных показателей, характеризующим применение воды в различных отраслях.

Жесткостью воды называется совокупность свойств, обусловленных содержанием в ней щелочноземельных элементов, преимущественно ионов кальция и магния.

В зависимости от рН и щелочности воды жесткость выше 10°Ж может вызывать образование шлаков в распределительной системе водоснабжения и накипи при нагревании. Вода жесткостью менее 5°Ж может оказывать коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Жесткость воды может влиять и на применяемость для потребления человеком с точки зрения ее вкусовых свойств.

При комплексонометрическом (титриметрическом) определении жесткости ионы алюминия, кадмия, свинца, железа, кобальта, меди, марганца, олова и цинка влияют на установление эквивалентной точки и мешают определению. Ионы ортофосфата и карбоната могут осаждать кальций в условиях титрования. Определению могут также мешать некоторые органические вещества. Если мешающее влияние невозможно устранить, определение жесткости рекомендуется проводить методами атомной спектрометрии.

Комплексонометрический метод.

Метод основан на образовании комплексных соединений трилона Б с ионами щелочноземельных элементов. Определение проводят титрованием пробы раствором трилона Б при рН = 10 в присутствии индикатора. Наименьшая определяемая жесткость воды — 0,1°Ж.

Оборудование и реактивы:

Колбы 250 мл;

Бюретки 25 мл;

Трилон Б (0,1);

Буферный раствор pH=10;

Индикатор эриохром черный;

Исследуемая вода.

Приготовление растворов и индикаторов Раствор трилона Б молярной концентрации 25 ммоль/л.

Трилон Б высушивают при 80 °C в течение двух часов, отвешивают 9,31 г, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 мл, растворяют в теплой от 40 °C до 60 °C бидистиллированной воде и после охлаждения раствора до комнатной температуры доводят до метки бидистиллированной водой. Установку поправочного коэффициента к концентрации раствора трилона Б, приготовленного из навески, проводят по раствору сульфата магния. Раствор из ГСО состава трилона Б или стандарт-титра (фиксанала) трилона Б готовят в соответствии с инструкцией по применению, разбавляя его до требуемой концентрации. Раствор трилона Б пригоден для использования в течение шести месяцев. Рекомендуется не реже одного раза в месяц проверять значение поправочного коэффициента.

Буферный раствор рН = (10 ± 0,1).

Для приготовления 500 мл буферного раствора в мерную колбу вместимостью 500 мл помещают 10 г хлорида аммония, добавляют 100 мл бидистиллированной воды для его растворения и 50 мл 25%-ного водного аммиака, тщательно перемешивают и доводят до метки бидистиллированной водой. Буферный раствор пригоден для использования в течение двух месяцев при его хранении в плотно закрытой емкости, изготовленной из полимерного материала. Рекомендуется периодически перед применением буферного раствора проверять его рН с использованием рН-метра. Если значение рН изменилось более чем на 0,2 единицы рН, то готовят новый буферный раствор.

Порядок проведения определений.

Выполняют два определения, для чего пробу анализируемой воды делят на две части.

В колбу вместимостью 250 мл помещают первую часть аликвоты пробы анализируемой воды объемом 100 мл, 5 мл буферного раствора, от 0,05 до 0,1 г сухой смеси индикатора и титруют раствором трилона Б.

Вторую часть аликвоты пробы объемом 100 мл помещают в колбу вместимостью 250 мл, добавляют 5 мл буферного растворов, от 0,05 до 0,1 г сухой смеси индикатора, добавляют раствор трилона Б, которого берут на 0,5 мл меньше, чем пошло на первое титрование, быстро и тщательно перемешивают и титруют (дотитровывают).

Обработка результатов определения.

Жесткость воды Ж, °Ж, вычисляют по формуле:

Ж = M· F·K·V т p /V np (1).

где М — коэффициент пересчета, равный 2 Стр, где Стр — концентрация раствора трилона Б, моль/м³ (ммоль/дм³);

F — множитель разбавления исходной пробы воды при консервировании;

К — коэффициент поправки к концентрации раствора трилона Б;

V тр — объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, мл;

V пр — объем пробы воды, взятой для анализа, мл.

Результаты проведенного опыта:

В Ново-Савиновском районе:

Ж=50*1*4,2/100=2,1 мг /л — это означает что, вода мягкая;

В Советском районе:

Ж= 50*1*9,25/100=4,625 мг/л — здесь же вода довольно жесткая.