Контрольные вопросы

1. Почему вода является жизненной необходимостью?

2. Как классифицируют природные воды по видам использова-

ния?

3. Что такое ПДК? Что такое ЛПВ? Перечислите виды ЛПВ.

4. На какие группы делятся компоненты, входящие в состав природных вод?

5. Дайте классификацию загрязнений водных источников.

[4, 8, 14].

Лабораторная работа 2 Химический анализ воды

Цель работы:определить содержание макрокомпонентов(Cl^-,CO₃^2-, HCO₃^-, Mg²⁺, Ca²⁺)в воде.

При проведении химического анализа используют методы аналитической химии – науки о принципах и методах изучения химического состава вещества.

Для определения показателей воды часто применяют объемный (титриметрический) анализ, основанный на измерении объемов. Титрование– процесс приливания рабочего раствора с известной концентрацией, находящегося в бюретке, к исследуемому раствору для определения концентрации анализируемого вещества. В результате титрования устанавливают количество рабочего раствора, эквивалентного количеству определяемого вещества. Момент титрования, в который достигнуто это эквивалентное соотношение, называется точкой эквивалентности. Для экспериментального установления точки эквивалентности используются различныеиндикаторы.Индикаторы – вещества, изменяющие окраску, люминесценцию или образующие осадок при изменении концентрации того или иного компонента. Область концентрации компонентов раствора, при котором наблюдается изменение окраски индикатора, называется интервалом перехода. Конец титрования определяют по изменению окраски исследуемого раствора. При этом по бюретке отмечают объем рабочего раствора, израсходованного на титрование исследуемого раствора.

Ошибки в установлении конечной точки титрования зависят от соответствия интервала перехода индикатора и точки эквивалентности.

Материалы, реактивы, оборудование:колбы на 200 мл; пипетки на 10 мл; цилиндры мерные на 100 мл; бюретки для титрования; дистиллированная вода; штатив с пробирками; исследуемая вода; 0,1 н. раствор серной кислотыH₂SO₄или соляной кислотыHCl;раствор соляной кислотыHCl1:5; метиловый оранжевый; фенолфталеин; 0,1 н. раствор едкого натрияNaOH; 10%-й раствор азотной кислотыHNO₃; 0,1 н. и 0,001 н. растворы нитрата серебраAgNO₃; 0,01 н. раствор хлорида натрияNaCl; 5%-й раствор хромата калияK₂CrO₄; 5%-й раствор хлорида барияBaCl₂; раствор № 1; раствор № 2 (прил. 2).

2.1. Щелочность

Под щелочностью понимают способность некоторых компонентов, содержащихся в воде, вступать в реакцию с сильными кислотами, т. е. с ионами водорода.

Общая щелочность природных вод обуславливается анионами слабых кислот: HCO₃^-, CO₃^2-, HSiO₃^-, H₂РО₄^- и другими анионами, гидролизующимися с образованием гидроксид-ионов.

Общая щелочность воды выражается в миллиграмм-эквивалентах кислоты, необходимой для ее нейтрализации до значения рН = 4,5, что достигается титрованием с индикатором метиловым оранжевым.

2.1.1. Определение щелочности, вызываемой средними карбонатами (co32-)

Если вода мутная, её отфильтровывают, а если окрашенная-разбавляют дистиллированной водой. Разбавление проводят в мерных колбах.

В две конические колбы на 200 мл наливают по 50 – 100 мл воды, прибавляют по 2 – 4 капли фенолфталеина, который изменяет окраску при щелочной реакции сре­ды (рН 8,3). Окрашивание воды в розовый цвет указывает на присутствие сред­них карбонатов. В этом случае проводят титрование раствором 0,1 н. Н₂SO₄ или HCl до обесцвечивания. Колбы с раствором оставляют для дальнейшей работы. Реак­ция идет по уравнению:

2Nа₂СО₃ + H₂SO₄ = 2NаНСО₃ + Nа₂SO₄

Окраска фенолфталеина исчезает, когда весь карбонат (СО₃^2-) перейдет в би­карбонат (НСО₃^-). Следовательно, величина щелочности от средних карбонатов, во взятом объеме воды, будет равна удвоенному числу миллилитров 0,1 н. H₂SO₄ пошедшему на титрование. Щелочность (Х, мг-экв/л) СОз^2- рассчитывают по формуле:

,

где V₁ – объем H₂SО₄, затраченный на титрование, мл; Н – нормальность раствора Н₂SO₄; 2 – коэффициент для перевода бикарбонатов в карбонаты; V – объем пробы воды для титрования, мл; 1000 – коэффициент пересчета на 1 л (дм³) анализируемой воды.

Для вычисления количества ионов СО₃^2- в процентах число мг-экв/л СО₃^2- умножают на 0,03.

Если при добавлении фенолфталеина вода не окрашивается в розовый цвет (нет средних карбонатов), добавляют 2-3 капли метилового оранжевого и оттитровывают бикарбонаты (см. п. 2.1.2).