CHEMIA WODY I ŚCIEKÓW
laboratorium
Oznaczanie Kwasowości,
Zasadowości i Twardości
IŚ - II st.
GWŚ
WSTĘP TEORETYCZNY
Najważniejszymi wskaźnikami jakości wody są wskaźniki fizyczne i chemiczne.
Wskaźnikami chemicznymi wody będą: odczyn pH, twardość wody, zasadowość, kwasowość, utlenialność, sucha pozostałość oraz zawiesina.
Nie każda woda może być przydatna do zamierzonego celu (np. spożycia, prania), ponieważ w wodzie mogą znajdować się rozpuszczone substancje, zależnie od których rodzaju i ilości, woda przybiera odpowiednie własności.
Twardość wody stanowi ważna cechę wody użytkowej. Twardość jest powodowana przede wszystkim przez sole wapnia i magnezu, ale również i przez inne kationy wielowartościowe. Twardość wody wyraża się za pomocą stopni twardości st.tw. co oznacza ilość jonów wapnia i magnezu równoważną zawartości 10 mg CaO w 1 litrze wody lub za pomocą miligramorównoważników wapnia i magnezu w litrze wody: 
.
Rozróżniamy następujące rodzaje twardości wody:
twardość węglanowa - powodowana obecnością wodorowęglanów wapnia i magnezu,
twardość niewęglanowa - powodowana obecnością chlorków, siarczanów, azotanów, krzemianów i innych soli wapnia i magnezu,
twardość ogólna lub całkowita, która jest sumą obydwóch wyżej wymienionych twardości.
Rozróżniamy rodzaje twardości według kationów: twardość wapniową, twardość magnezową oraz ich sumę jako twardość ogólną.
Zasadowość jest to zdolność wody do zobojętniania kwasów mineralnych. Jest ona wynikiem zawartości w wodzie soli słabych kwasów, a niekiedy wolnych zasad. Gdy
pH >8,3 to mamy do czynienia z zasadowością wobec fenoloftaleiny natomiast gdy pH>4,5 to mamy do czynienia z zasadowością ogólną, którą oznacza się miareczkując wodę kwasem solnym wobec oranżu metylowego.
Kwasowość jest to zdolność wody do zobojętniania dodawanych do niej silnych zasad. Gdy pH wody <8,3 to mamy do czynienia z kwasowością ogólną, natomiast gdy pH<4,5 to mamy do czynienia z kwasowością mineralną.
CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia było oznaczenie zasadowości, kwasowości i twardości badanej wody wodociągowej.
WYKONANIE ĆWICZENIA
Przed przystąpieniem do badania próbki wody określono jej pH przy użyciu pHmetru, który wskazał wartość pH=8,34.
Wartość pH jest zbliżona do granicy kwasowości ogólnej i zasadowości wobec fenoloftaleiny. Poniżej przedstawiono wykonanie oznaczeń.
Zasadowość
Najpierw należało wykonać oznaczenie wobec fenoloftaleiny, w tym celu odmierzono 100cm3 badanej wody wodociągowej i dodano do niej 4 krople fenoloftaleiny. Próbka nie odbarwiła się. Do tej próbki następnie dodano 3 krople oranżu metylowego i zmiareczkowano ją roztworem 0,1n kwasu solnego do zmiany zabarwienia z żółtego na żółtoróżowy, uzyskują zużycie kwasu równe 2,3cm3.
Brak odbarwienia po dodaniu fenoloftaleiny oznaczał brak zasadowości wobec tego wskaźnika Zp=0
Zasadowość ogólną oblicza się ze wzoru:
Kwasowość
W związku z dużym pH zbadano tylko kwasowość ogólną. W tym celu do 100cm3 badanej wody dodano 10 kropli fenoloftaleiny i kilka kropli roztworu winianu sodowo-potasowego (sól Seignette'a), po czym miareczkowano próbę roztworem 0,05n wodorotlenku sodu do uzyskania słabo różowego zabarwienia, nie znikającego po 3 minutach. Zużycie NaOH wyniosło 0,5cm3.
Kwasowość ogólną oblicza się ze wzoru:
Twardość
Twardość ogólna
Do kolby odmierzono 50cm3 badanej wody, po czym dodano do niej 1cm3 buforu amonowego, 0,25cm3 czerni eriochromowej i natychmiast miareczkowano roztworem 0,05n wersanianu dwusodowego, aż do uzyskania szafirowo-niebieskiego zabarwienia. Do zmiareczkowania zużyto 3,7cm3 wersanianu.
Twardość ogólną oblicza się ze wzoru:
Twardość wapniowa
Do kolby odmierzono 50cm3 badanej wody, po czym dodano 2cm3 roztworu wodorotlenku potasu i wymieszano. Następnie dodano ok. 0,2g mureksydu i natychmiast zmiareczkowano wersanianem dwusodowym, aż do uzyskania fioletowo-niebieskiego zabarwienia. Do zmiareczkowania zużyto 1,5cm3 wersanianu.
Twardość wapniową oblicza się ze wzoru:
Twardość magnezowa
Do kolby odmierzono 50cm3 badanej wody, po czym dodano 2cm3 roztworu wodorotlenku sodowego oraz około 0,1g mureksydu, wymieszano i natychmiast zmiareczkowano wersanianem dwusodowym, aż do zmiany zabarwienia z czerwonej na fioletowo-niebieskie. Następnie dodano 5,0cm3 roztworu kwasu solnego. Po odczekaniu chwili, do zaniku zabarwienia, dodano 4,0cm3 roztworu buforowego i około 0,1g czerni eriochromowej i ponownie miareczkowano do zmiany zabarwienia na niebibeskie. Do zmiareczkowania zużyto 2,0cm3 wersanianu.
Twardość magnezową oblicza się ze wzoru:
WNIOSKI
Odczyn badanej wody wykazał nam, że jej pH wyniosło 8,34 co oznacza, iż badana woda miała odczyn lekko zasadowy, ale ogólnie neutralny. Teoretycznie nie powinien w niej występować żaden odczyn kwasowy, jednak przy doświadczeniu okazało się że istnieje lekka kwasowość ogólna (0,25mval). Mogło to być spowodowane nie dokładnym pomiarem pH i faktem iż wynosiło ono 8,34 co jest na granicy działania odczynnika - fenoloftaleiny.
Najwyższa dopuszczalna wartość twardości ogólnej wynosi 10mval/dm3 czyli 150 mg CaCO3/dm3 (1 mval/litr = 50 mg CaCO3/litr), więc nasza badana woda wynosząca 3,7mval/dm3 mieści się w tym zakresie. Jest to woda średnio-twarda.
Po przeprowadzonych próbach stwierdzamy, że badana woda jest zgodna z warunkami jakie powinna się odznaczać woda przeznaczona do picia oraz na potrzeby gospodarcze.
gdzie: a - ilość zużytego HCl do miareczkowania
n - stężenie roztworu HCl = 0,1
V - objętość badanej próby wody
gdzie: a - ilość zużytego NaOH do miareczkowania
n - stężenie roztworu NaOH = 0,05
V - objętość badanej próby wody
gdzie: a - ilość zużytego wersanianu do miareczkowania
n - stężenie roztworu wersanianu = 0,05
V - objętość badanej próby wody
gdzie: a - ilość zużytego wersanianu do miareczkowania
n - stężenie roztworu wersanianu = 0,05
V - objętość badanej próby wody
R - faktor korygujący =20,04 mg/dm3
gdzie: a - ilość zużytego wersanianu do miareczkowania
n - stężenie roztworu wersanianu = 0,05
V - objętość badanej próby wody
R - faktor korygujący =12,16 mg/dm3
Wyszukiwarka