Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка_Химия_Практикум_раб_1_2_9.docx
Скачиваний:
89
Добавлен:
09.06.2015
Размер:
33.91 Кб
Скачать

Работа № 2 определение временной жесткости воды

Одним из показателей качества воды является жесткость. Жесткостьводы – содержание в ней солей кальция и магния. Различают временную и постоянную жесткость воды.Временная(карбонатная) жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, апостоянная– наличием сульфатов и хлоридов этих металлов. Суммарное содержание солей постоянной и временной жесткости определяет величинуобщейжесткости воды.

Жесткость (Н) – это эквивалентная концентрация солей кальция и магния, выраженная в ммоль экв/л:

(1)

Различают воду мягкую (общая жесткость до 2 ммоль экв/л), средней жесткости (2‑10 ммоль экв/л) и жесткую (более 10 ммоль экв/л).

Слишком жесткая вода непригодна для многих технических целей. Она образует накипь на стенках теплообменных аппаратов, усиливает коррозию стенок паровых котлов, в некоторых случаях вызывает коррозию цементного камня. Допустимое содержание солей жесткости в технологической воде регламентируется ГОСТами и техническими условиями.

Для устранения жесткости воды используют физические и химические методы.

Временную жесткость можно устранить кипячением воды. При нагревании гидрокарбонаты переходят в нерастворимые карбонаты и выпадают в осадок:

Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O

Термическоеумягчение воды связано со значительными затратами энергии и применяется в тех случаях, когда по условиям технологии вода должна подогреваться и не требуется ее глубокое умягчение.

Химическиеметоды умягчения основаны на использовании реагентов, образующих с ионамиCa2+иMg2+малорастворимые соединения. Для этого природную воду обрабатывают гашеной известью (Са(ОН)2) или содой (Na2CO3). Этот метод позволяет устранить как карбонатную, так и некарбонатную жесткость:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 →2CaCO3↓ + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + 2CaCO3 + 2H2O

MgSO4 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaSO4.

CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓ +Na2SO4

Широко распространенным методом устранения жесткости является ионныйобмен. В этом методе используется способность некоторых природных и искусственных высокомолекулярных соединений (ионитов) обменивать входящие в их состав радикалы на ионы, находящиеся в растворе. Удаление катионов (Ca2+,Mg2+) проводится на катионитах, анионов (Cl-,SO42-,HCO3-) – на анионитах.

Временную (карбонатную) жесткость можно определить кислотно-основным титрованием воды раствором соляной кислоты. Гидрокарбонаты количественно взаимодействуют с соляной кислотой:

Ca(HCO3)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2CO3 (2)

Титрование ведут в присутствии метилового оранжевого, фиксируется переход желтой окраски в оранжевую.

Расчет жесткости ведется по закону эквивалентов для реакции (2):

,

где Vв– объем анализируемой пробы воды.

Подставив в уравнение временную жесткость, выраженную по формуле (1), получим:

Выразив нормальную концентрацию через титр

и учтя, что объем пробы воды Vв= 100 мл, получаем окончательную формулу для расчета временной жесткости воды:

Порядок работы

1. Отмерить 100 мл водопроводной воды с помощью мерного цилиндра. Воду из цилиндра осторожно вылить в колбу, добавить 3-4 капли раствора метилоранжа.

2. Подготовить к работе бюретку с соляной кислотой: удалить воздух из носика бюретки, уровень раствора установить на нулевое деление (или на любое деление ниже нулевого). Записать показание бюретки в лабораторный журнал.

3. Воду титровать соляной кислотой до появления оранжевой окраски. Записать показания бюретки.

4. Определить объем кислоты, пошедший на титрование и вычислить временную жесткость воды.

Задачи

1. Временная жесткость воды равна 1 ммоль экв/л. Сколько кг извести необходимо ввести в 1000 м3воды для устранения временной жесткости?

2. Производительность парового котла 500 т пара в час. Сколько кг накипи выделится в течение 1 часа работы котла, если применять воду с жесткостью равной 1 ммоль экв/л без ее умягчения?

3. В 4 м3воды содержатсяCa(HCO3)2массой 648 г иCaCl2массой 1335 г. Определите общую, карбонатную и некарбонатную жесткость воды.