Лабораторная работа №10 определение хлоропоглощаемости шахтной воды. Построение кривой хлоропоглощения

Цель работы - усвоить методику построения экспериментальной кривой хлоропоглинання воды и определения с помощью этой кривой дозы хлора, необходимой для обеззараживания шахтной воды.

Теоретические основы работы

Хлор – сильный окислитель, поэтому используется для деструкции органических веществ и обеззараживания воды. Гибель микробов объясняется окислением ферментов и клеточного вещества. Основными расчетами для хлорирования воды являются: хлор-газ Сl₂, хлорная известьCaOCl₂, гипохлорит натрияNaOCl.

При добавлении в воду хлор-газ подвергается гидролизу с образованием хлорноватистой и соляной кислот, которые затем могут диссоциировать полностью или частично.

Cl₂ + H₂O  HOCl + HCl  2H⁺ + OCl^- +Cl^- (10.1)

При растворении в воде хлорной извести или гипохлорита натрия также протекает диссоциация этих соединений.

CaOCl₂  Ca₂⁺ + OCl^- + Cl^- (10.2)

NaOCl  Na⁺ + OCl^- (10.3)

Сумму концентраций бактерицидных форм хлора (в мг/л) (Cl₂+OCl^-+HOCl) называют свободным активным хлором. Соотношение между перечисленными формами активного хлора определяется величиной рН воды, при повышении рН равновесие в реакции (10.1) смещается вправо, при рН, равном 6 – 9 в основном в воде присутствуютHOCl иOCl^-.

При наличии в воде аммиака или аммонийных солей образуются хлорамины

NH₄⁺ + OCl^-  NH₂Cl +H₂O (10.4)

либо

NH₃ + HOCl  NH₂Cl +H₂O (10.5)

В обоих случаях при малых дозах хлора образуется монохлорамин NH₂Cl.

При повышении концентрации хлора в воде образуется дихлорамин:

NH₂Cl + HOCl  NHCl₂ + H₂O.(10.6)

Хлор в виде хлораминов называют связанным активным хлором.

Моно- и дихлорамин бактерицидны и обладают окислительными свойствами, хотя и в меньшей степени, чем свободный активный хлор. Сумму свободного и связанного активного хлора называют просто активным хлором.

При дальнейшем повышении концентрации хлора в воде хлорамины разлагаются до небактерицидных соединений хлора (соляной кислоты).

NH₂Cl + NHCl₂  N₂ + 3HCl . (10.7)

Оценить наличие в воде аналогичных соединений, органических веществ и легковоспламеняющихся минеральных веществ можно с помощью кривой хлоропоглощаемости воды. Она отражает зависимость между дозой хлора и остаточным содержанием хлора в воде через 30 мин после ввода хлора. Чаще всего эта кривая имеет вид, приведенный на рисунке 5.

Рис. 5. Кривая хлоропоглощаемости воды.

Cl– хлоропоглощаемость воды, мг/л.

Материальное обеспечение работы

1. Плоскодонные колбы с пробками объемом 250 мл – 8 шт.

2. Пипетки на 10мл с ценой деления 0,1 мл -1 шт.

3. Бюретка для титрования с ценой деления 1 мл -1шт.

4. Пипетка или мерный цилиндр на 100 мл -1шт.

5. 10%-й раствор йодата калия ( KJ) -1 л.

6. Буферная смесь с pH4,6

( уксусная кислота + ацетат натрия ) -1 л.

7. 1%-й раствор крахмала - 0,5л.

8. 0,005%Nраствор тиосульфата натрияNa₂S₂O₃ - 1 л.

9. Хлорная вода или раствор извести с концентрацией

активного хлора 0,1 г/л - 1л.