Загальні відомості

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

ФІЗИКО-ХІМІЯ ВОДИ

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

для студентів за напрямом підготовки 6.051701 «Харчові технології та інженерія» денної форми навчання

Всі цитати, цифровий та фактичний матеріал, бібліографічні відомості перевірені. Написання одиниць відповідає стандартам   Підпис(и) автора(ів) ______________________ «_____» ________________2013 р.

СХВАЛЕНО на засіданні кафедри технології цукру і підготовки води Протокол № ­­­­­ 15 від 17.06.2013 р.

КИЇВ НУХТ 2013

Фізико-хімія води: ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ для студентів за напрямом підготовки 6.051701 «Харчові технології та інженерія» ден. форми навч. / Уклад.: В.Ю. Виговський, Ю.М. Резніченко - К.: НУХТ, 2013. - 26с.

Рецензент Л.М. Хомічак, д-р техн. наук, проф.

Укладачі: В. Ю. Виговський,

Ю.М. Резніченко, кандидати техн. наук

Відповідальний за випуск: О.В. Грабовська, д-р.техн. наук, проф.

ВСТУП

Вода є найпоширенішим і в той же час незвичайною, дивною і далеко ще не розгаданою речовиною. Серед всіх речовин, що вивчаються фізиками та фізико-хіміками, вода у багатьох відношеннях є найважчою.

Програма вивчення навчальної дисципліни “Фізико-хімія води” за професійним спрямуванням “Технології питної води та водопідготовки харчових виробництв“ складена відповідно до освітньо-професійної програми підготовки бакалавра напряму “Харчові технології та інженерія”.

Предметом вивчення навчальної дисципліни є фізико-хімічні властивості води, показники якості води, шляхи методи та способи визначення актуальних проблем при визначенні властивостей води та покращення її якості, способи одержання очищеної води.

У результаті виконання лабораторного практикуму студент повинен:

знати призначення і організацію хімічних лабораторій, методи відбору проб води; кваліфікацію методів аналізу, їх теоретичні основи і обґрунтування з погляду сучасних положень фундаментальних наук; правила техніки безпеки в хімічній лабораторій;

вміти працювати з використовуваними для аналізу лабораторними приладами, настроювати їх; обчислювати отримані результати і визначити загальну похибку вимірювання; давати оцінку якості аналізованої проби з вимогами державного стандарту.

З метою контролю знань студентів після кожного заняття проводиться колоквіум та перевірка оформлення протоколу.

Лабораторна робота № 1

ВИЗНАЧЕННЯ ЗАГАЛЬНИХ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ

Мета роботи: навчитися визначати pH.

Завдання для виконання роботи

Визначення рН природної води.

Загальні відомості

Вода є слабким електролітом, невелика частина її молекул дисоціює на водневі та гідроксильні іони:

Н₂О↔Н⁺+ОН^-

У хімічно чистій воді концентрації іонів Н⁺ та ОН^- однакові і за 25 °С ста­новлять 1·10^-7 моль/дм³. Добуток концентрацій цих іонів називають іонним добутком води. Ця величина є сталою, у тім числі й за наявності інших елек­тролітів, які дисоціюють на водневі та гідроксильні іони. Для характеристики кислотності середовища досить встановити концентрацію одного з них і роз­рахувати концентрацію іншого. Практично визначають концентрацію водне­вих іонів, яку виражають показником рН:

рН = -1g[Н⁺]; [Н⁺] = 10^-рН (моль/дм³). (1.1)

Аналогічно можна визначити концентрацію і гідроксильних іонів:

рОН = -1g [ОН^-]; [ОН^-] = 10^-рОН (моль/дм³). (1.2)

Оскільки іонний добуток води

К_Н2О = [Н⁺] [ОН^-] = 1× 10^-14, (1.3)

то

рН + рОН = 14 (за 25^оС).

За рН < 7 вода має кислу реакцію, за рН 7 — нейтральну, за рН >7 — луж­ну. Параметр рН є важливим показником кислотності середовища, зокрема поверхневих вод суходолу.

В більшості природних вод концентрація водневих іонів зумовлена в основ­ному дисоціацією вугільної кислоти:

С0₂ + Н₂0 ↔ Н₂С0₃ ↔ Н⁺ + НСО₃^-.

У незабруднених природних водах рН коливається в межах 4,5 - 8,3. В літ­ній період інтенсивного фотосинтезу водяні рослини споживають С0₂ і кон­центрація НСО_з^- у воді зменшується, що призводить до підвищення рН. І на­впаки, в період інтенсивної деструкції органічних сполук концентрація С0₂ (Н₂СО₃) збільшується, а рН знижується. На рН природних вод впливає також вміст гумусових речовин і солей, які гідролізують. Крім того, у забруднених поверхневих водах можуть міститися сильні кислоти або основи, які вплива­ють на рН води.

Параметр рН визначають потенціометричним методом за допомогою рН-метрів зі скляним електродом або колориметрично з використанням за­барвлених кислотно-основних індикаторів. Визначати рН води треба безпосе­редньо у водному об'єкті потенціометрично за допомогою переносного рН-метра або відразу після відбирання проби, оскільки внаслідок перебігу в ній хімічних і біохімічних процесів концентрація водневих іонів може істотно змінюватись. Якщо визначення рН на місці відбирання проби неможливе, то воду транспортують у лабораторію в спеціальній склянці, забезпечивши від­сутність контакту з повітрям, і відразу ж визначають рН.