Жесткость воды
Цель работы: изучить виды жесткости воды и методы ее устранения.
Задание: проделать опыты и определить общую, карбонатную и некарбонатную жесткость воды. Выполнить требования к результатам опытов, оформить отчет, решить задачу.
Теоретическое введение
Жесткость воды обусловливается присутствием в ней солей кальция и магния. Различают временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную) жесткость. Временную жесткость придают воде гидрокарбонаты кальцияи магнияCa(HCO3)2, Mg(HCO3)2, постоянную − сульфаты и хлориды этих металлов CaSO4, MgSO4 и CaCl2, MgCl2 Сумма временной и постоянной жесткости составляет общую жесткость воды.
Жесткость воды выражается числом миллимолей эквивалентов ионовСа2+ и Мg2+, содержащихся в 1 л воды (ммоль/л). Один миллимоль эквивалентов жесткости отвечает содержанию 20,04 мг/л ионов кальция Са2+или 12,16 мг/л ионов магния Мg2+.
Для определения общей жесткости воды используется метод комплексонометрии. В основе этого метода лежит титрование воды раствором трилона Б в присутствии аммиачного буферного раствора и индикатора хромогена черного ЕТ-00 до перехода винно-красной окраски в синюю.
|
|
В присутствии ионов Са2 + и Мg2 + индикатор окрашивается в красный цвет, при отсутствии − в синий. При титровании жесткой воды раствором трилона Б происходит связывание ионов Са2+ и Мg2+, поэтому в конце титрования индикатор изменяет окраску и раствор становится синим.
Определение карбонатной жесткости воды сводится к определению концентрации гидрокарбонат-ионовНСО3‾ и, тем самым, эквивалентной этим ионам концентрации ионов жесткости Са2+ и Мg2+. Анализ проводят методом нейтрализации. В основе этого метода лежит титрование воды в присутствии метилоранжа раствором соляной кислоты до перехода желтой окраски индикатора в оранжевую.
Анион НСО3‾вводе гидролизуется: НСО3‾ + Н2О ↔ Н2СО3 + ОН‾,
поэтому вода имеет щелочную реакцию среды и метилоранж в ней окрашен в желтый цвет. При титровании раствором HCl такой воды протекает реакция нейтрализации: ОН‾ + Н+ ↔ Н2О.
Ионы Н+ нейтрализуют количество ионов ОН ‾, эквивалентное концентрации ионов НСО3‾.
Анализ воды на жесткость предполагает обычно:
1) определение общей жесткости Жо;
2) определение карбонатной жесткости Жк;
3) вычисление некарбонатной жесткости Жнк = Жо – Жк.