Химический анализ воды. Свойства жесткой воды. положительные свойства. отрицательные свойства

Химический анализ воды

При химическом обследовании водоисточника в санитарном анали­зе отобранной пробы определяются следующие ингредиенты:

- активная реакция воды (рН);

- щелочность (кислотность);

- жесткость;

- хлориды;

- сульфаты;

- солесодержание (сухой остаток);

-различные соединения азота (нитриты, нитраты, аммонийный азот).

Кроме этого определяется содержание в воде специфических за­грязнений, таких как железо, ионы цветных металлов, нефтепродук­ты, растворенный кислород, химическое (ХПК) и биохимическое (ВПК) потребление кислорода, фенолы, сероводород и другие.

Определение большинства из этих ингредиентов под силу только квалифицированным химикам-аналитикам в стационарных услови­ях. При проведении длительного похода его участники в полевых усло­виях могут определить только активную реакцию среды.

Для этого существуют индикаторы, которыми пропитывают специ­альную бумагу. Будучи опущенной в анализируемую воду индикатор­ная бумага изменяет свою окраску в зависимости от величины рН. Од­новременно к индикаторной бумаге прилагается цветная шкала, соот­ветствующая величине рН. Сравнивая окраску индикаторной бумаги после ее помещения в анализируемую воду, с окраской прилагаемой стандартной шкалы, находят рН анализируемой пробы воды.

Измерение общей жесткости воды

Жесткость воды зависит от содержания в ней катионов кальция и магния, которые присутствуют в воде в составе сульфатов, гидрокарбо­натов, хлоридов. То или иное содержание ионов кальция и магния в воде вызывается рядом естественных причин, например, определен­ным составом омываемых горных пород.

 

минерал	химическое название	химическая формула
известняк или мел	карбонат кальция	СаСО
магнезит	карбонат магния	MgC03
гипс	сульфат кальция	CaS04 * 2Н20

доломит смешанная соль карбоната      CaCO_{: J} * MgCO_{; )}

кальция и магния

В то же время на степень жесткости влияют и антропогенные фак­торы. Так, например, хлориды кальция и магния часто используются для приготовления составов против обледенения дорог зимой. Весной талыми водами дорожные смеси смываются в реки, и количество хло­рида кальция в них возрастает.

Различают временную и постоянную жесткость воды. Временная жесткость воды обусловлена наличием гидрокарбонат-ионов и устра­няется кипячением. В процессе кипячения гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются с образованием нерастворимых в воде карбонатов и оседающих на стенках сосуда в виде накипи:

Са(НС0₅)₂ = СаС0₃ + Н₂0 С0₂

Mg(HC0₃)₂ = MgC0₃+ Н₂0 С0₂

Такая, похожая на камень, накипь, по составу и структуре близкая к известняку, действует как теплоизолятор. В результате поток тепла уменьшается, и для нагрева воды до требуемой температуры понадо­бится больше тепла. Отложения такого же состава образуются и в водо­проводных трубах, поэтому в старых домах ток воды может быть зна­чительно затруднен.

Постоянная жесткость обусловлена присутствием в воде хлорид-ио­нов и сульфат-ионов. Она не устраняется кипячением, т. к. сульфаты и хлориды устойчивы к нагреванию.

Жесткость воды измеряется суммой мг-экв ионов кальция и магния в 1 л воды. При этом 1 мг-экв отвечает содержанию 20, 04 мг/л кальция или 12, 16 мг/л магния. Вода считается очень мягкой, если общая же­сткость составляет до 1, 5 мг-экв/л. Мягкая вода содержит 1, 5-3 мг-экв/л. Если жесткость 3-6 мг-экв/л - вода умеренно жесткая. Вода считается жесткой, если содержит 7-9 мг-экв/л. Очень жесткая вода обладает общей жесткостью более 9 мг-экв/л.

Жесткая вода мешает мылу проявлять свои моющие свойства. При смешивании мыла с мягкой водой оно легко в ней растворяется с обра­зованием мутного раствора со слоем пены на поверхности. Если же мы­ло добавить к жесткой воде, ионы кальция и магния взаимодействуют с мылом, образуя при этом нерастворимые соединения, которые видны в виде хлопьев или клейкого налета (их можно видеть в ваннах и рако­винах). Моющие свойства у такого осадка отсутствуют. Еще хуже то, что этот налет оседает на одежде, коже, волосах при их мытье.

Некоторые положительные и отрицательные свойства жесткой во­ды приведены в таблице.

Свойства жесткой воды

положительные свойства

отрицательные свойства

поставляет кальции в организмы

большой расход мыла, образование осадка

предпочтительна для варки пива и кваса

образование накипи в трубопроводах, котлах, чайниках

вкус лучше

хуже развариваются продукты

Кроме кипячения, которое смягчает воду, устраняя временную жесткость, есть и другие способы смягчения воды, например, добавле­ние в воду карбоната натрия (стиральная со­да), использование ионообменников и др.

Для измерения жесткости воды понадобятся следующие оборудование и реак­тивы:

■ штатив с держателем;

- шпатель;

- бюретка;

- коническая колба 100 мл-3 штуки;

- стакан 100 мл;

- мерный цилиндр 10 мл;

- фильтровальная бумага;

- воронка;

- раствор мыла (хозяйственного), 10 г/л в смеси воды и этанола:

' известковая вода;

-          сульфат кальция.

Мерным цилиндром или с помощью пипет­ки Мора налейте 10 мл водопроводной воды в коническую колбу. Наполните бюретку мыль­ным раствором, добавьте 1 мл мыльного рас­твора в колбу, встряхните колбу. Если пена не образуется, добавьте еще по каплям раствор

Рис. 9-8. Самодельный штатив и бюретка. применяемые для определения степени жесткости воды

мыла. После добавления каждой капли необходимо встряхивать содер­жимое колбы. Продолжайте добавлять мыльный раствор, пока не об­разуется устойчивая пена высотой 1 см. Эта пена должна держаться 30 или более секунд.

Запишите объем мыльного раствора, необходимого для образова­ния устойчивой пены с 10 мл водопроводной воды.

Промойте колбу и повторите действия с другими образцами воды: дистиллированной, известковой, из исследуемого водоема и очень же­сткой водой, приготовленной взбалтыванием шпателя сульфата каль­ция с 20 мл дистиллированной воды и последующим фильтрованием насыщенного раствора сульфата кальция от нерастворившейся твер­дой соли.

Для сравнительной оценки следует проделать аналогичные экспе­рименты с водой различной жесткости, а также с эталонными раство­рами веществ, обуславливающих жесткость воды. Результаты занеси­те в таблицу.

 

Пробы воды, растворы	Количество капель мыльного раствора до появления пенной шапки высотой 1 см
дистиллированная вода
водопроводная вода
раствор хлорида кальция
раствор сульфата кальция
раствор гидрокарбоната кальция
известковая вода
исследуемая вода (проба 1)
исследуемая вода (проба 2)
исследуемая вода (проба 3)

⇐ Предыдущая32333435363738394041Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: