Лабораторно-практические занятия

 

 

Задание 4.К какому классу вод по минерализации следует отнести при-родные воды, состав которых соответствует среднему составу речной воды (см. табл. 11)? При оценке принять:

 

а) другие примеси в воде отсутствуют;

 

б) плотность речной воды равна 1000 г/л;

 

в) при экспериментальном определении минерализации все гидрокарбо-нат-ионы перейдут в карбонат-ионы, а все остальные ионы образуют безвод-ные соли, устойчивые при 105°С.

 

 

34

Решение. По условию задачи состав природной воды соответствуетсреднему составу воды в реках. Содержание примесей в этой воде, как видно из табл.11, составляет (млн ^–1):

 

Са ²⁺ - 20; Na ⁺ 5,8; Mg ²⁺- 3,4; К ⁺ - 2,1;

H СО₃^- - 35; SO²₄^- - 12; С lˉ - 5,7.

 

Значение минерализации природных вод определяется в г/л, поэтому не-обходимо выразить концентрации анионов и катионов в этих единицах. По-скольку плотность воды по условию задачи равна 1000 г/л, концентрации примесей, выраженные в млн^-1, численно равны концентрациям, выраженным

 

в мг/л. Поэтому чтобы получить содержание примесей в г/л, достаточно ум-ножить значение их содержания в млн^-1 на 10^-3:

 

С i (г/л) = 10^-3С i (млн^-1).

 

Содержание примесей в природной воде, выраженное в г /л, составит:

Са2+	–	2,0 · 10–2;
Na+	–	5,8 ·10–3;
Mg2+	–	3,4 · 10–3;
К+	–	2,1 ·10–3;
НСО з - –		3,5 ·10–2;
SO4-2	–	1,2 ·10–2;
С l -	–	5,7 ·10–3.

 

По условию задачи при определении минерализации ионы НСОˉ₃ полно-стью перейдут в ионы СО₃^2-. Процесс разложения может быть представлен следующим уравнением реакции, известным из курса общей и неорганиче-ской химии:

 

2Н СО₃^- –> СО₃^2- + Н₂О + СО₂.

 

Образующиеся в этом процессе молекулы воды и диоксида углерода не вносят вклада в минерализацию, поскольку при 105°С переходят в газовую фазу.

 

Концентрацию образующихся ионов СО₃^2- - можно определить по урав-нению:

[СО^2-] = [НСО^-] ·M   2- / (2M        -),

3                        3         CO₃               CO₃

 

 

35

где [ СО₃^2- ] и [Н СО₃^- ] - концентрации карбонат- и гидрокарбонат-ионов (г/л) соответственно; Мсо^2ˉ₃ и Мнсоˉ₃ - молярные массы карбонат- и гидрокарбо-нат-ионов (г/моль).

 

Концентрация ионов СО₃^2-, образующихся при определении г минерализа-ции воды, может составить:

 

[ СО₃^2- ]= 3,5 ·10^–2 · 60/(2 · 61) = 1,7 · 10 ^–2 (г/л).

 

Поскольку по условию задачи все ионы, кроме НСО3, образуют безвод-ные соли, устойчивые при 105° С, а гидрокарбонат - ионы переходят в ионы

СО₃^2- и также образуют соли, значение минерализации можно определить по сумме концентраций ионов СО₃^2- и остальных ионов, присутствующих в ис-ходной воде:

 

М = [ СО₃^2- ] + [Са²⁺ ] + [Na ⁺] + [Mg ²⁺] + [K⁺] + [SO^2–4]+ [C l^– ];

 

М = 1,7 ·10^–2 + 2,0 · 10^–2 + 5,8 · 10^–3 + 3,4 · 10^–3 + 2,1 · 10^–3 + 1,2 × 10^–2 +

 

+ 5,7 × 10^–3 = 6,6·10^–2 (г/л) = 66мг/л.

 

Поскольку полученное значение минерализации меньше 0,1 г/л, природ-ные воды, отвечающие среднему составу речной воды, следует отнести к ультрапресным водам (см. табл. 14).

 

Ответ: природные воды,отвечающие среднему составу речной воды,следует отнести к ультрапресным водам.

 

Задание 5.Охарактеризуйте морскую воду в соответствии с классифика-цией, разработанной О. А. Алекиным.

 

Решение. Преобладающим анионом в морской воде является анион хло-ра, поскольку его концентрация, выраженная в ммоль- экв./л, намного превос-ходит концентрации других анионов (см. Задание 2). Поэтому морские воды следует отнести к классу хлоридных вод.

 

Преобладающим катионом в морской воде является катион натрия (см.

 

Задание 2),поэтому эти воды следует отнести к группе натриевых вод.

 

Для определения типа воды просуммируем концентрации катионов каль-ция и магния в морской воде, выраженные в ммоль- экв./л, и сравним сумму с концентрацией гидрокарбонат-иона:

 

Сса ²⁺ + Cмg ²⁺ = 10,0 + 45,3 = 55,З ммоль-экв./л > С_{НСО 3}- = 2,3 ммоль-экв./л.

 

Следовательно, морская вода не относится к первому типу вод.

 

36

Сравним суммарную концентрацию анионов НСО₃ и SO₄ с суммарной концентрацией катионов кальция и магния в морской воде:

 

С_НСО3- + С_SO 2₄- = 2,3+27,6 = 29,9ммоль-экв./л < C_Ca 2 + + C_Mg2+ =

 

= 55,3 ммоль-экв./л.

 

Следовательно, морская вода не относится и ко второму типу вод.

 

Сравним концентрации ионов хлора и натрия, выраженные в ммоль-экв./л:

 

Сс l ^– = 534,6 ммоль-экв./л > CNa + = 459,1 ммоль-экв./л.

 

Следовательно, морскую воду следует отнести к третьему типу вод. Ответ: по классификации О.А.Алекина морскую воду следует отнести

 

к классу хлоридных вод натриевой группы третьего типа.