Гідрокарбонати, карбонати, лужність

У поверхневих водах суходолу більшість головних аніонів — це гідрокар­бонати; велика кількість карбонатів з'являється у воді лише за рН>8,3. Вмістом гідрокарбонат-іонів в основному зумовлена лужність неза­бруднених природних вод.

Лужність — це сумарна концентрація аніонів слабких кислот, яку визна­чають титруванням проби води сильною кислотою. Розрізняють три форми лужності: вільну, карбонатну і загальну.

Вільна лужність зумовлена наявністю у воді карбонатних і меншою мі­рою — гідроксильних іонів; така вода має рН > 8,3. Вільна лужність відпові­дає кількості кислоти, витраченої на титрування проби води до рН 8,3. Карбонатна лужність визначається вмістом у воді тільки аніонів вугіль­ної кислоти, тобто іонів НСО₃^- і СОз^2-. Вона відповідає кількості кислоти, ви­траченої на титрування проби води до рН ~4,5. Карбонатну лужність вира­жають у ммоль-екв НСО₃^-/дм³ або в мг НСО₃^-/дм³.

Загальна лужність зумовлена наявністю у воді аніонів слабких органіч­них і неорганічних кислот, а також гідроксильних іонів. У незабруднених прісних водах карбонатна лужність зазвичай перевищує лужність, створену іншими аніонами, настільки, що її можна прийняти за загальну лужність.

У річкові водах карбонатна лужність коливається в межах 10-400 мг НСО₃^-/ дм³ в озерних — у межах 1 -500, в атмосферних опадах— у межах 30 - 100 мг НСО₃^-/дм³.

Для визначення лужності води найчастіше вдаються до прямого рН-по- тенціометричного титрування або до зворотного титрування зі змішаним кислотно-основним індикатором. Пряме титрування за наявності індикато­рів, які змінюють своє забарвлення при рН 3-4, дає ненадійні результати через недостатньо чіткий перехід забарвлення індикатору в точці еквіва­лентності.

РН-Потенціометричне визначення

Принцип методу. Іони СО₃^2- та НСО₃^- переводять у молекули вугільної кислоти титруванням розчином сильної кислоти:

СО₃^2-+ Н⁺ → НСО₃^-;

НСО₃^- + Н⁺ → Н₂ СО₃= СО₂↑ +Н₂О.

Відповідно до значення першої константи дисоціації вугільної кислоти практично повністю (на 99 %) утворюється Н₂ СО₃ при досягненні рН 4,4, що відповідає точці еквівалентності. Якщо досліджувана вода має рН>8,3 в разі добавляння фенолфталеїну з'являється рожеве забарвлення), то титрується сума іонів НСО₃^- + СО₃^2-. Якщо ж вода має рН≤8,3 то цим ме­тодом визначається концентрація тільки іонів НСО₃^-.

Метод потенціометричного титрування придатний для аналі зу безбарв­них, забарвлених і каламутних вод лужністю від 0,5 мг мг НСО₃^-/дм³ і більше.

Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви