8.3 Описание лабораторной установки

Схема установки представлена на рисунке 8.1. Основными элементами установки являются: колонки 3 с катионом 4, ротаметры 2, сборники умягченной воды 5.

Рисунок 8.1 – Схема установки

Вода для умягчения подается из водопроводной сети через распределитель 1 и ротаметр 2 в колонку 3 с ионитом 4. Отбор умягченной воды осуществляется при постоянном расходе (заданном преподавателем) и при постоянном уровне воды над слоем ионита. В качестве ионита используется катионит в форме Н⁺ или Na⁺. По показаниям ротаметра и тарировочной кривой определяется расход воды через колонку V (л/мин), скорость ее движения (м/с):

,

где А – площадь поперечного сечения колонки, м².

8.4 Определение жесткости воды

Определение жесткости воды осуществляется комплексометрическим (тригонометрическим) методом.

Трилон В – двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты.

Она образует с ионами кальция и магния прочные комплексы.

8.4.1 Определение исходной жесткости

К 100 мл исходной воды добавляют 5 мл аммиачного буферного раствора, рН = 9,0; индикатор хромоген черный (порошок на кончике стеклянной лопаточки). Окраска раствора вино-красная изменяется в конце титрования 0,05Н раствором Трилона В при непрерывном перемешивании на зеленовато-голубую. Титрование проводится по трем пробам.

8.4.2 Определение конечной жесткости

К 100 мл умягченной воды добавляют 1 мл боратного буферного раствора, рН = 12,0; индикатор хромоген черный, титрование проводят раствором Трилона В (0,01Н).

8.4.3 Определение карбонатной жесткости

К 100 мл исходной воды титруют 0,1Н раствором HCl с индикатором метилоранжем до перехода окраски в розовую.

Опытные данные заносятся в таблицу 8.1.

Таблица 8.1 – Экспериментальные данные

Номер пробы	Показания ротаметра	Расход, м^3/ч	Скорость подачи, м/с	Количество Трилона В, а, мл	Общая жесткость, моль^.экв/л
1	2	3	4	5	6

Продолжение таблицы 8.1

Высота столба ионита, м	Время работы слоя, с	Количество кислоты, мл	Жесткость
			Карбонатная, Жк	Некарбонатная, Жн
7	8	9	10

8.5 Обработка данных

По полученным результатам рассчитывается общая жесткость исходной (Ж_ис) и умягченной (Ж_ум) воды по формуле

(моль/л),

где а – количество трилона, пошедшего на титрование;

Н – нормальность раствора трилона;

V – объем пробы, 100 мл.

По заданию преподавателя умягчение проводят при различных расходах и строят график зависимости расхода от жесткости воды.

Карбонатная жесткость рассчитывается по уравнению:

(ммоль/л),

где N – нормальность раствора HCl;

b – объем кислоты, затраченной на титрование, мл;

V – объем пробы воды, 100 мл.

Некарбонатная жесткость (Ж_н) определяется по разности между общей и карбонатной .