Опыт 2. Определение общей и постоянной жесткости воды

В основе определения общей жесткости (Ж_ОБЩ) воды лежит трилонометрический метод. Рабочим раствором является трилон Б – двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (Na₂H₂R) – ЭДТА.

Определение суммарного содержания ионов кальция и магния основано на способности трилона Б образовывать с этими ионами прочные комплексные соединения в щелочной среде.

Са ²⁺ + Na₂H₂R → Na₂CaR + 2Н⁺

где R – радикал этилендиаминтетрауксусной кислоты.

В качестве индикатора используется хромоген черный, который в присутствии ионов Mg²⁺ и Са²⁺ окрашивается в сиреневато-розовый цвет, при исчезновении этих ионов приобретает голубую окраску. Реакция идет при рН = 10, что достигается добавлением в пробу аммиачного буферного раствора (NH₄OH + NH₄Cl).

Выполнение опыта

Первоначально приготовьте раствор для титрования: в бюретку налейте раствор ЭДТА с эквивалентной концентрацией 0,02 ммоль-экв/дм³ и установите уровень этого реактива на нулевом делении.

С помощью мензурки отмерьте 50 см³исследуемой воды и перенесите ее в коническую колбу для титрования. В эту колбу добавьте 50 см³ дистиллированной воды (используйте также мензурку), тем самым общий объем воды будет доведен до 100 см³. Далее, в эту колбу прилейте 5 см³ буферного раствора (смесь NH₄OH и NH₄Cl), что необходимо для поддержания величины рН в интервале 9-10. После этого добавьте 2-3 капли индикатора хромогена черного (обратите внимание на окраску индикатора в растворе). Раствор хорошо перемешайте и сразу же начинайте титрование. При этом раствор ЭДТА приливайте осторожно, по каплям, при постоянном перемешивании. Наблюдайте за изменением окраски раствора от сиреневого до голубого цвета. После этого титрование прекратите и определите объем ЭДТА, израсходованного на титрование раствора. Аналогично проведите титрование еще в двух параллелях (каждый раз колбу после титрования тщательно ополаскивайте дистиллированной водой).

Запись результатов опыта

Экспериментальные данные представьте в виде таблицы:

№ опыта	Объем воды, (VH2O , см3)	Объем раствора ЭДТА, (VЭДТА , см3)	Средний объем ЭДТА (, см3)	Эквивалентная концентрация раствора ЭДТА (Сэкв)

Общую жесткость воды рассчитайте по формуле:

Вычислите постоянную жесткость воды, принимая во внимание, что:

Ж_ПОСТ = Ж_ОБЩ - Ж_ВР

В выводе ответьте на вопрос, к какому типу жесткости относится исследованная вода и какой жесткостью – Ж_вр или Ж_пост в большей степени обусловлена Ж_общ.

Вопросы для самоконтроля знаний

1. Наличием каких ионов обусловлена общая жесткость воды, и в каких единицах она выражается?

2. Дайте понятие общей, временной и постоянной жесткости воды.

3. Какая жесткость допустима для питьевой воды?

4. Как влияет жесткая вода на здоровье человека и его жизнедеятельность?

5. Как можно устранить временную и постоянную жесткость воды?

6. Какими путями происходит загрязнение питьевой воды солями магния и кальция?

7. Как определяют временную жесткость воды?

8. Как определяют общую жесткость воды?

9. Определите карбонатную жесткость, если на титрование 200 см³ H₂O израсходовано 8 см³ раствора HCl концентрацией 0,05моль-экв/дм³.