Определение интенсивности запаха воды

 

Интенсивность запаха	Характеристика	Появление запаха
I   II   III     IV   V	Никакого запаха Очень слабый   Слабый   Заметный     Отчетливый   Очень сильный	Отсутствие ощутимого запаха Запах, не замечаемый потребителем, но обнаруживаемый специалистом Запах, обнаруживаемый потребителем, если обратить внимание на это Запах, легко обнаруживаемый; может быть причиной того, что вода неприятна для питья Запах, обращающий на себя внимание; может заставить воздержаться от питья Запах настолько сильный, что делает воду непригодной для питья

 

Вкус воды определяют только при исследованиях источников питьевой воды. Различают 4 вида вкуса: сладкий, горький, кислый, соленый, а также привкусы, на­пример металлический, щелочной, йодистый и т.п. Обычно определяют вкус сырой воды, за исключением источников, сомнительных в санитарном отношении, при температуре пробы в момент отбора, комнатной температуре или температуре 40°С. При этом набирают в рот немного воды и держат во рту в течение нескольких секунд (проглатывать воду не следует). Желательно, чтобы вкус определяли сразу несколько человек.

Плотность воды при гидрохимических исследованиях определяют крайне ред­ко, в тех случаях, когда происходит смешение вод с различной концентрацией рас­творенных веществ. Определяют плотность весовым методом с помощью пикномет­ров с хорошо притертыми пробками.

Тщательно вымытый и высушенный пикнометр взвешивают на аналитических весах с точностью до ± 0,001 г. Затем наполняют пикнометр водой и помещают в термостат, где поддерживается температура 20°С. После получения нужной темпера­туры воды пикнометр закрывают пробкой так, чтобы под ней не осталось пузырьков воздуха. Затем обтирают его снаружи, чтобы наружные стенки были сухими, и быст­ро взвешивают (чтобы вода в пикнометре не успела остыть более чем на 0,5°С). Плотность S₂₀при 20°С вычисляют по формуле:

S₂₀ = (m₁ – m₂ ) / V, г/см³, (5)

 

где m₁ – масса пикнометра с водой, г; m₂ – масса высушенного пикнометра, г; V – вместимость пикнометра, мл (см³).

Порядок выполнения работы. Изучают принцип определения физических свойств воды в лабораторных условиях. Определяют некоторые физические свойства воды (по заданию преподавателя). Подготавливают отчет.

Отчет. Отчет по данной лабораторной работе состоит в устном собеседовании с преподавателем. Результаты измерений представляются по установленной форме.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

 

1.Когда следует измерять температуру воды при гидрохимических исследованиях?

2.В чем состоит принцип определения прозрачности воды в лабораторных условиях?

3.Какими терминами можно характеризовать мутность воды? Как ее определить?

4.Каков принцип определения цветности воды в лаборатории?

5.Какими терминами можно характеризовать запах воды? Как его определить?

6.Как определить вкус воды?

7.Как определить в лаборатории плотность воды?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ УГОЛЬНОЙ

КИСЛОТЫ В ВОДЕ

Цель работы. Научиться определять содержание (СО₂+Н₂СОз) и СО₃^2- в воде и осуществлять первичную обработку результатов.

Реактивы и растворы.

1. 0,01 N раствор NаОН или 0,01 N раствор Nа₂СО₃ (желатель­но готовить из фиксаналов, причем фиксанал с NаОН не должен содержать выпавших хлопь­ев);

2.0,1%-ный раствор фенолфталеина; готовят на чистом 96%-ном этиловом спирте.

3.Раствор НСl (желательно готовить из фиксанала).

Посуда.

1.Склянки из бесцветного стекла с притертыми пробками вместимостью 150-200 мл. Склянки должны иметь метку на определенный объем (например, 100 или 150 мл), которая наносится путем калибровки склянки в лаборатории — 2 склянки на 1 анализ.

2. Бюретка для титрования вместимостью 10 или 25 мл.

3. Пипетка на 1 мл.

Общие сведения. В природной воде определяют следующие формы угольной кислоты: 1) СО₂; 2) Н₂СО₃; 3) НСО₃¯ (гидрокарбонаты); 4) СО₃^2- (карбонаты).

Диоксид углерода (углекислый газ) находится в воде преимущественно в виде растворенных молекул СО₂, и только 1 % общего количества углекислого газа всту­пает во взаимодействие с водой, образуя Н₂СО₃. Поэтому при определении в воде общего содержания углекислого газа имеют в виду сумму (СО₂+Н₂СО₃).

Основным источником углекислого газа в воде являются различные биохимиче­ские процессы, протекающие в водной массе и в донных осадках водоема (такие, как окисление органических веществ, находящихся в воде и в донных идах, дыхание вод­ных организмов и т.д.). Происходит поглощение водой СО₂ и из атмосферы, что име­ет особо важное значение для морей и океанов н несколько меньшее — для вод суши.

СО₂ интенсивно расходуется при фотосинтезе. Кроме того, при значительном содержании углекислого газа в воде он выделяется в атмосферу. Расходуется СО₂ и на растворение карбонатов. Углекислый газ имеет огромное значение для раститель­ных организмов как источник углерода, без которого в природных водоемах была бы невозможна жизнь.

Однако большое количество СО₂, растворенное в воде, ведет к угнетению жиз­недеятельности животных организмов (например, при повышенном содержании СО₂ рыбы хуже используют кислород).

Ионы НСО₃^¯ в природной воде в основном образуются при диссоциации гидро­карбонатов кальция и магния Са(НСО₃)₂ и Мg(НСО₃)₂, причем при увеличении со­держания НСО₃^¯ увеличивается рН среды. Это происходит потому, что при гидроли­зе НСО₃^¯ происходит накопление в воде гидроксид-ионов ОН¯ по схеме:

НСО₃^¯ + НОН Н₂СОз +ОН¯ (6)

Наличие в воде ионов СО₃^2- — явление чрезвычайно редкое, поскольку при рас­творении карбонатов (в присутствии углекислого газа) они превращаются в гидро­карбонаты по схеме:

СаСОз+ СО₂ + Н₂О Са²⁺ + 2НСО₃^¯. (7)

Если в воде практически отсутствует углекислый газ (например, во время ин­тенсивного фотосинтеза), то можно обнаружить присутствие в воде СО₃^2¯.

Выявляя наличие в воде солей угольной кислоты, определяют так называемую величину щелочности воды. Под щелочностью вообще понимают избыток в воде сильных оснований над сильными кислотами в эквивалентном выражении. Так как в пресной воде сильные основания эквивалентны в основном анионам слабой угольной кислоты (анионы других слабых кислот находятся, как правило, в незначительном количестве), то щелочность воды является показателем содержания в ней карбонатов и бикарбонатов.

Принцип определения содержания в воде (СО₂ + Н₂СО₃) и СО₃^2– следующий.

Наиболее простым методом определения (СО₂ + Н₂СО₃) является объемный метод, основанный на титровании пробы воды раствором щелочи, например NaOH. Химические процессы, происходящие при этом, могут быть выражены следующими уравнениями реакций:

CO₂ + H₂O H₂CO₃ HCO₃¯ + H⁺; (8)

H₂CO₃ + NaOH NaHCO₃ + H₂O. (9)

Раствор NaOH может быть заменен раствором Na₂CO₃, тогда

H₂CO₃+Na₂CO₃=2NaHCO₃. (10)

 

При титровании происходит увеличение рН в пробе, поэтому можно найти такой момент, когда весь углекислый газ будет переведен в HCO₃¯. Это наблюдают при рН, равном 8,4. Подобную величину рН можно установить, применяя в качестве индикатора фенолфталеин, который при рН более 8,37 имеет розовую окраску. Поэтому появление розовой окраски у титруемого раствора в присутствии фенолфталеина свидетельствует о конце титрования.

Количество раствора NaOH (или Na₂CO₃), пошедшее на титрование, будет эквивалентно количеству СО₂, содержащемуся в пробе, причем 1 мл 0,01 N раствора NaOH (или Na₂CO₃) эквивалентен 44 г/(1×100×1000) = 0,44 мг СО_2.

Если после добавления в склянку с исследуемой водой фенолфталеина раствор окрасится в густо-розовый цвет до титрования, в воде присутствуют ионы СО₃^2– (рН более 8,37). В этом случае пробу следует титровать раствором HCl до исчезновения розовой окраски.

Ход определения. При определении СО₂ в воде данным методом следует иметь в виду, что минерализация воды должна быть не более 1000 мг/л и вода не должна иметь ярко выраженной окраски, обусловленной присутствием в ней значительного количества гуминовых кислот. Определение СО₂ осуществляют непосредственно на месте взятия пробы.

Две тонкостенные склянки наполняют исследуемой водой до метки со всеми предосторожностями, исключающими перемешивание пробы с атмосферным воздухом. В одну из склянок приливают 1 мл 0,1% раствора фенолфталеина и круговыми движениями перемешивают пробу. Если в воде присутствует СО₂ исследуемая вода остается бесцветной (рН менее 8,37). Затем пробу титруют 0,01 N раствором NaOH (или Na₂CO₃) до появления слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин.

Оттитровав жидкость в первой склянке, добавляют фенолфталеин во вторую склянку и из бюретки в нее сразу добавляют объем раствора NaOH (или Na₂CO₃), несколько меньшей объема пошедшего на титрование жидкости в первой склянке. Затем дотитровывают пробу во второй склянке, сравнивая окраску с оттитрованной пробой в первой склянке. Расхождение в результатах титрования не должно превышать 0,05 мл раствора NaOH (или Na₂CO₃). Для вычисления результатов берут среднее из двух значений.

При определении СО₃^2– пробу титруют раствором HCl до исчезновения розовой окраски. В конце титрования раствор HCl следует добавлять осторожно и перемешивать пробу осторожными круговыми движениями (не взбалтывать) так, чтобы избежать растворения в ней углекислого газа, находящегося в воздухе.

Определение поправочного коэффициента к нормальности раствора NaOH (или Na₂CO₃).

Определение поправочного коэффициента к нормальности раствора NaOH (Na₂CO₃) выполняют по точному раствору HCl. В коническую колбу берут 10 мл точно 0,01 N раствора HCl (или раствора HCl с известной поправочным коэффициентом), добавляют 1 мл 0,1%-ного раствора фенолфталеина и титруют раствором NaOH (или Na₂CO₃) до появления устойчивой слабо-розовой окраски.

Поправочный коэффициент (К) вычисляют по формуле: К = 10/n, где n – количество мл 0,01 N раствора NaOH (или Na₂CO₃), пошедшего на титрование.

Вычисление результатов. При определении в воде всех формул угольной кислоты записи следует вести в таблицах по образцу табл.1 (приложен.)

Содержание углекислого газа в воде следует выразить: а) в мг/л; б) в мг/л.

Формула для вычисления СО₂ имеет вид:

 

СО₂ = (А×К×Т×1000)/V мл/л, мг/л; (11)

 

где А – количество мл раствора NaOH (или Na₂CO₃), пошедшее на титрование исследуемой воды, мл; К – поправочный коэффициент к нормальности раствора NaOH (Na₂CO₃); Т – количество мг (мл) СО₂, эквивалентное 1 мл 0,01 N раствора NaOH (или Na₂CO₃); Т = 0,44 мг (0,224 мл); V – объем пробы, мл.

Результаты расчета следует округлить: а) до 0,01 мг/л; б) до 0,01 мл/л.

Формула для расчета карбонатного СО₂ та же, что и для определения свободной СО₂ [см. формулу (11)], но значения символов в этой формуле иные:

А – количество мл 0,01 N раствора HCl, пошедшее на тирование пробы;

К – поправочный коэффициент к нормальности раствора HCl; Т – количество мг карбонатного СО₂, эквивалентное 1 мл 0,01 N раствора HCl; Т – 0,22 мг [44/(2×100×1000)], так как процесс освобождения карбонатного СО₂ при титровании идет по следующей схеме:

Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃ + NaCl (12)

NaHCO₃ + HCl = NaCl + СО₂ + H₂O. (13)

т.е. для выделения 1 моля СО₂ затрачивается 2 моля HCl.

 

Результаты следует выразить:

а) в мг/л карбонатного СО₂ с точностью до 0,01 мг;

б) в моль/л (экв.) с точностью до 0,001; для получения результатов в мг/л расчета формула будет иметь вид:

 

СО₂(карбонатный) = (АКN×1000)/V мг/л, (14)

где N – нормальность раствора HCl.

Порядок выполнения работы. Изучают принцип определения содержания различных форм угольной кислоты в воде. Подготавливают отчет.

Отчет. Отчет по данной лабораторной работе состоит в устно собеседовании с преподавателем. Результаты измерений представляются по установленной форме.

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каков принцип определения содержания различных форм угольной кислоты в воде?

2. Каков порядок определения содержания различных форм угольной кислоты в воде?

3. Как рассчитать количества свободного и карбонатного диоксида углерода в воде?

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ В ВОДЕ ГИДРОКАРБОНАТНЫХ ИОНОВ HCO₃¯ И ЩЕЛОЧНОСТИ ВОДЫ

 

 

Цель работы. Научиться определять содержание в воде гидрокарбонатных ионов и щелочность воды и осуществлять первичную обработку результатов.

Реактивы и растворы.

1. 0,01 N раствор НСl (готовят из фиксаналов), можно пользоваться растворами с большой концентрацией, например 0,02 N; 0,05.

2. 0,1 %-ный раствор метилоранжа.

Посуда.

1. Конические колбы на 250—300 мл из бесцветного стекла — по количеству проб плюс одна.

2. Капельница для раствора метилоранжа.

3. Бюретка для титрования вместимостью 25 или50 мл.

4. Мерный цилиндр или пипетка на 100 мл.

Общие сведения. Принцип определения НСО3¯ основан на титровании воды, содержащей эти анионы, раствором кислоты в присутствии индикатора метилоранжа.

 

Процесс протекает по схеме:

HCO₃¯ + H ⁺ H₂CO₃ H₂CO₃ → CO₂↑ + H₂O (15)

Если в воде присутствуют карбонаты (анионы СО₃²¯), то одновременно происходит реакция:

О₃²¯ + 2Н⁺ Н₂СО₃ →СО₂↑ + Н₂О (16)

 

Однако при титровании воды кислотой оттитровываются ионы и других слабых кислот, находящихся в воде (например, кремневой, гумусовых и др.). Поэтому, применяя этот метод, принято определять так называемую щелочность воды. В большинстве природных вод солей слабых кислот (кроме угольной) содержится незначительное количество, и практически щелочность воды обусловлена бикарбонатами и карбонатами, поэтому, определяя бикарбонаты этим методом, следует от полученной величины щелочности воды в мг/л вычесть карбонатов, также выраженное в мг/л.

 

Ход определения. В коническую колбу для титрования приливают определенный объем (обычно 100 мл). Добавляют 3-5 капель 0,1%-ного раствора метилоранжа и титруют раствором соляной кислоты до перехода желтого цвета в розоватый (при рН 4,47). Для того чтобы точнее зафиксировать этот момент, следует титрование проводить с эталоном. Эталон можно приготовить следующим образом: в коническую колбочку приливают 100 мл дистиллированной воды, затем 3-5 капель 0,1%-ного раствора метилоранжа и через стеклянную трубочку, погруженную в воду насыщают ее СО₂, продувая через нее воздух (со стороны рта на конец трубочки следует положить вату) до тех пор, пока цвет раствора не приобретет розоватый оттенок. До цвета эталонного раствора дотитровывают испытуемую воду. В процессе титрования следует продувать через титруемый раствор воздух, лишенный СО₂, так как углекислый газ, увеличивая кислотность среды, несколько уменьшает щелочность. Если анализ выполняли без продувания пробы воздухом, в расчетную формулу вводят коэффициент 1,04, т.е. увеличивают полученную величину щелочности на 4%.

 

Вычисление результатов. Щелочность воды вычисляют по формуле:

Щелочность = (А× N ×К×1,04×1000) / V мг/л, (17)

где А – количество мл раствора НС1, пошедшее на титрование исследуемой воды; N - нор­мальность раствора НС1; V- объем исследуемой воды, мл; К - поправочный коэффициент к нормальности раствора НС1.

Если в воде отсутствуют анионы СО₃^2– то величину щелочности можно перевес­ти в мг/л аниона НСО₃^–. Для этого величину щелочности в мг/л умножают на эквива­лентную массу НСОз^– т. е. на 61. При наличии в воде анионов СО₃^2– содержание анионов НСОз^– вычисляют по формуле:

СО₃^– = 61 (щелочность мг/л — СО₃^2– мг/л) (мг/л) (18)

В литературе по рыбоводству щелочность часто переводят в так называемую карбонатную жесткость, выражаемую в немецких градусах (°Нем). Для этого величи­ну щелочности в мг/л следует умножить на коэффициент 2,8.

Точность вычисления результатов, а) до 0,001 мг/л; б) 0,1 мг/л; в) до 0,1 ° Нем.

Порядок выполнения работы. Изучают принцип определения содержания в воде гидрокарбонатных ионов и щелочности воды в лабораторных условиях. Опреде­ляют содержание гидрокарбонатных ионов в воде и щелочность воды. Подготавли­вают отчет.

Отчет. Отчет по данной лабораторной работе состоит в устном собеседовании с преподавателем. Результаты измерений представляются по установленной форме.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что такое щелочность воды (см. лаб. работу № 4)?

2. Каков принцип определения содержания в воде гидрокарбонатных ионов и
щелочности воды?

3. Каков порядок определения щелочности воды?

4. Как рассчитать концентрацию гидрокарбонатных ионов в воде?

5. Как рассчитать щелочность воды?

6. Как рассчитать карбонатную жесткость воды?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: