 |
Определение карбонатной жесткости
|
|
|
|
Гидрокарбонаты (соли временной карбонатной жесткости) нейтрализуются минеральными кислотами по реакции
Ca(CO3)2 + H2SO4→ CaSO4 + 2H2O + CO2↑.
О моменте нейтрализации узнают по изменению окраски индикатора метилоранжа от желтой до розовой.
1. Отмерить в коническую колбу 100 мл питательной воды мерным цилиндром.
2. Добавить 2–3 капли метилоранжа.
3. Титровать воду 0,1 н раствором серной кислоты из бюретки при непрерывном перемешивании содержимого колбы до перехода окраски индикатора от желтой до розовой. Титрование повторить три раза до сходимости результатов на 0,2 мл. Для расчета взять средний объем, пошедший на титровасерной кислоты в мл.
4. Рассчитать карбонатную жесткость по формуле
Жк (ммоль·экв/л) = Vcр H2SO4 (мл).
Контрольные вопросы:
1. Что называется жесткостью воды? Какие различают виды жесткости?
2. В каких единицах выражается жесткость? Как классифицируют воду
по жесткости?
3. Почему карбонатную жесткость называют временной? Какая жесткость
называется постоянной?
4. Какие вы знаете методы умягчения воды? Ответ подтвердите уравнениями реакций.
5. На чем основан метод определения общей жесткости воды?
6. На чем основан метод определения кальциевой жесткости воды?
7. На чем основан метод определения карбонатной жесткости воды?
8. Какими методами можно устранить карбонатную и некарбонатную жесткость воды?
Отчет по работе должен содержать:
1.Тему, цель работы.
2. Теоретические сведения по теме.
3. Перечень инструментов, приборов, оборудования и химикатов.
4. Порядок проведения и описание опытов, уравнения реакций, расчет производительности колонки, результаты определенной жесткости, занесенные в таблицу.
|
|
|
5. Выводы.
6. Ответы на контрольные вопросы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ МЕТОДОМ КАТИОННОГО ОБМЕНА
Цель работы: изучение работы катионитного фильтра на модели, а также ознакомление с принципом параллельного водород-натрий катионирования.
Порядок работы:
1. Изучить и закрепить теоретические знания по теме.
2. Изучить порядок проведения опытов.
3. Подготовить инструменты, приборы, оборудование и химикаты.
4. Выполнить и описать опыты, написать уравнения реакций.
5. Определить показатели и заполнить таблицу.
6. Сделать выводы по результатам опытов.
7. Пользуясь описанием теории данного методического пособия и учебником, ответить письменно на вопросы.
Приборы и материалы: натрий-катионитная установка; сифон; мерный цилиндр; емкость для регенерационного раствора; сосуд с исходной водой; слив; воздушник;зажимы или краны.
Продолжительность работы: 2 часа.
Теоретическая часть
Общие сведения
Методы катионного обмена основаны на способности некоторых материалов обменивать входящие в их состав ионы водорода, натрия, аммония на ионы кальция и магния, содержащиеся в воде и обусловливающие ее жесткость. Реакция обмена имеет обратимый характер, создавая возможностьрегенерации катионитного материала после того, как истощится в нем содержание ионов водорода, натрия или аммония и он обогатится ионами кальция и магния. Например, реакция обмена ионами кальция и натрия имеет вид:
Вправо идет реакция умягчения, когда из воды ионы кальция переходят в катионитный материал, а ионы натрия из катионита переходят в воду. Влево идет процесс регенерации истощенного катионита и восстановления его обменной емкости. При сульфатах хлоридов кальция и магния образуются легко растворимые NaCl и Na2SO4, а вместо бикарбонатов кальция и магния – бикарбонаты натрия. Сумма ионов в мг/л благодаря этому несколько повышается, а щелочность натрий-катионированной воды остается такой же, как и щелочность исходной воды.
|
|
|
При водород-катионировании происходят следующие реакции:
а) с солями карбонатной жесткости;
б) с солями некарбонатной жесткости:
Следовательно, при водород-катионировании вместо солей карбонатной жесткости в воде появляется углекислый газ, который удаляется из воды в декарбонизаторах, и сумма анионов в ней уменьшается. Вместо солей некарбонатной жесткости образуется соляная и серная кислота. Кислотность воды, умягчаемой водород-катионитным фильтром, равна величине ее некарбонатной жесткости, поэтому этот способ в лабораториях применяется для определения в воде суммы анионов сильных кислот.
Регенерация Na-катионита производится 6-8-процентным раствором поваренной соли. Поваренная соль используется потому, что дешевле, а также потому, что получающиеся при этом хорошо растворимые хлориды кальция и магния легко удаляются с регенерационным раствором.
Регенерация Н-катионита производится серной кислотой крепостью не более 2 %, чтобы зерна катионита не обволакивались выпадавшими в осадок кристаллами гипса (СаSО4). В лабораторных условиях для регенерации чаще используется более дорогая соляная кислота концентрацией 5 %, благодаря чему повышается удельная обменная емкость лабораторных фильтров.
Практическая часть
|
|
|
