OCENA PRZYDATNOŚCI WODY DO CELÓW BUDOWLANYCH

Badano wodę numer: I

Doświadczenie 1)

Oznaczenie zasadowości wody

Cel doświadczenia

W pewnym przedziale pH wody naturalne mogą wykazywać zasadowość, czyli zdolność do zobojętniania mocnych kwasów mineralnych wobec umownych wskaźników. Właściwości te nadają wodzie wodorowęglany, węglany oraz rzadziej wodorotlenki, borany, krzemiany i fosforany. W związku z tym, w zależności od pH wody rozróżnia się tzw. zasadowość F (wobec fenoloftaleiny) - pH > 8,3 oraz zasadowość ogólną M - pH wody > 4,6. Celem ćwiczenia jest określenie zawartości związków reagujących w wodzie zasadowo wobec odpowiedniego wskaźnika.

Przebieg doświadczenia:

Odmierzamy 100 ml badanej wody i wlewamy do kolby stożkowej. Następnie do wody dodajemy 4 krople fenoloftaleiny. Woda nie zabarwiła się na różowo wobec tego zasadowość typu F nie występuje. Do tej samej próbki dodajemy 3 krople metyloranżu i całość miareczkować 0,1 n HCl do wyraźnej zmiany barwy żółtej na pomarańczową, ilość ml zużytego HCl oznaczamy jako b (b - ilość kwasu solnego zużytego podczas miareczkowania).

Opracowanie wyników:

Zasadowość typu F=0, ponieważ po dodaniu fenoloftaleiny woda nie zabarwiła się

Zasadowość typu M:

b=3,2

M =

M =

Doświadczenie 2)

Oznaczenie kwasowości wody

Cel doświadczenia

Kwasowość wody jest to zdolność do zobojętniania silnych zasad mineralnych lub węglanów wobec umownych wskaźników. Kwasowość wód naturalnych wywołana jest głównie obecnością wolnego nierozpuszczonego dwutlenku węgla, poza tym może być spowodowana obecnością słabych kwasów organicznych oraz produktów hydrolizy soli żelaza i glinu. W przypadku małej zasadowości wody może dojść do wystąpienia kwasowości mineralnej (pH < 4,6) - wtedy woda wykazuje charakter silnie agresywny w stosunku do betonu i stali, więc nie nadaje się do materiałów budowlanych. Celem doświadczenia jest wyznaczenie kwasowości, by stwierdzić, czy badana woda jest przydatna w celach budowlanych.

Przebieg doświadczenia:

- Kwasowość ogólna

Odmierzamy 100 ml badanej wody i wlewamy do kolby stożkowej. Dodajemy 10 kropli fenoloftaleiny. Następnie miareczkujemy roztwór 0,1n NaOH aż do zmiany barwy na lekko różową utrzymującą się nie krócej niż 3 minuty.

- Kwasowość mineralna

Odmierzamy 100 ml badanej wody i wlewamy do kolby stożkowej. Dodajemy 3 krople metyloranżu i obserwujemy od razu wystąpienie barwy żółtej, więc woda nie wykazuje kwasowości mineralnej.

Opracowanie wyników:

gdzie:

a - ilość 0,1n NaOH zużyta podczas miareczkowania
K_og - kwasowość ogólna

Doświadczenie 3)

Oznaczenie twardości wody

Cel doświadczenia

Twardość wody spowodowana jest obecnością rozpuszczonych w niej związków nieorganicznych, głównie soli wapnia, magnezu, żelaza i glinu. Rozróżniamy twardość ogólną (całkowitą), węglanową (przemijającą) i niewęglanową (nieprzemijającą - stałą). Twardość całkowita - zawartość wszystkich soli wapniowych i magnezowych w wodzie. Część twardości całkowitej stanowi twardość węglanowa - ilość wapnia i magnezu, która występuje w wodzie w postaci wodorowęglanów: wapniowego Ca(HCO₃)₂ i magnezowego Mg(HCO₃)₂. Twardość stała spowodowana jest obecnością soli wapniowych i magnezowych pozostających w wodzie po jej zagotowaniu (siarczany CaSO₄, MgSO₄, chlorki CaCl₂, MgCl₂ i krzemiany CaSiO₃ i MgSiO₃). Twardość wody wyrażona jest w jednostkach zwanych stopniami twardości lub w miligramorównoważnikach tlenków wapnia i magnezu zawartych w 1 dm³ wody - najczęściej używa się tzw. niemieckich stopni twardości wody. W Polsce używa się najczęściej tzw. niemieckich stopni twardości wody. Stopień niemiecki (1° N) odpowiada zawartości soli wapniowych i magnezowych w ilości równoważnej 10 mg CaO w 1 dm³ wody.

Przebieg doświadczenia:

Odmierzamy 50 ml wody i wlewamy do kolby stożkowej. Następnie dodajemy 1 ml buforu amonowego (pH=10) oraz 3 krople czerni eriochromowej. Następnie miareczkujemy 0,01n wersenian sodu do zmiany barwy z różowo-fioletowej na niebieską. Należy pamiętać, że 1 ml wersenianu sodu odpowiada 0,56 mg CaO.

Opracowanie wyników:

1 ml 0,01 n wersenianu sodu
0,56 mg CaO

11,5 ml 0,01 n wersenianiu sodu
x mg CaO

___________________________________________

mg CaO

- ilość mg CaO w 1 dm³ H₂O

6,44 mg CaO
50 ml H₂O

y mg CaO
1000 ml H₂O

_________________________________________

[mg CaO / dm³ H₂O]

- twardość wody

1^oN
10 mg CaO / dm³ H₂O

T_ow^oN
128,8 mg CaO / dm³ H₂O

_____________________________________

T_ow =

Badanie skuteczności zmiękczania wody

Zmiękcznie wody polega na usunięciu z niej związków wapnia i magnezu.

Przebieg doświadczenia:

Odmierzamy 50 ml wody i wlewamy do kolby, dodajemy 5 ml 10% Na₃PO₄. Następnie ogrzewamy do wytworzenia osadu fosforanów. Następnie badamy twardość metodą jak w oznaczeniu twardości wody.

1 ml 0,01 m wersenianu sodu
0,56 mg CaO

4,2 ml 0,01 m wersenianiu sodu
x mg CaO

___________________________________________

mg CaO

- ilość mg CaO w 1 dm³ H₂O

2,35 mg CaO
50 ml H₂O

y mg CaO
1000 ml H₂O

_________________________________________

[mg CaO / dm³ H₂O]

- twardość wody

1^oN
10 mg CaO / dm³ H₂O

T_zmiękczenia^oN
47 mg CaO / dm³ H₂O

_____________________________________

T_zmiękczenia =

- procent zmiękczenia wody

%zmiękczenia =
=
= 63,5%

Doświadczenie 4)

Analiza wody zarobowej do betonów

i zapraw budowlanych

Cel doświadczenia:Celem wykonywanego ćwiczenia jest zapoznanie się z własnościami jakie powinna posiadać woda do zarabiania betonów i zapraw w budownictwie. Woda ta jest wodą zarobową i pełni zasadniczą rolę w procesach wiązania i twardnienia spoiw cementowych. Część dodawanej wody zarobowej, która odpowiada w przybliżeniu stosunkowi w/c (woda/cement) równemu 0,25, bierze udział w tym procesie, a pozostała woda ma na celu uzyskanie odpowiedniej konsystencji mieszanki betonowej. Wodę używaną do zarabiania betonów i zapraw należy poddać analizie chemicznej, wyjątek stanowi woda pochodząca z sieci wodociągowej lub innych źródeł wody pitnej. Zawartość w wodzie zarobowej szkodliwych soli mineralnych i organicznych powoduje zmiany w czasie wiązania cementu, a przez to obniżenie wytrzymałości betonów i zapraw. Składnikami, które wpływają na jakość wody zarobowej są: siarczany, siarczki, kwasy (jony H⁺), cukier, substancje humusowe. W zależności od jakości rozróżnia się trzy klasy wody do celów budowlanych:

1. - woda pitna (prócz wód mineralnych)

1. - woda pobierana z rzek, jezior, stawów, ze studni oraz woda uzdatniona

1. - woda o jakości nie pozwalającej na zakwalifikowanie do klasy II, której wykorzystanie jest uwarunkowane uzdatnieniem.

Woda klasy I nie wymaga analizy chemicznej, klasy II może być użyta, gdy nie wykazuje zabarwienia żółtego lub brunatnego i nie wydziela zapachu gnilnego oraz nie powinna zawierać zawiesin.

Przebieg ćwiczenia:

Ćwiczenie polega na stwierdzeniu, czy badana woda może być stosowana jako woda zarobowa do betonu zwykłego, w tym celu trzeba oznaczyć: zapach wody, przeźroczystość, odczyn pH, zawartość siarkowodoru, jonu siarczanowego i cukru.

1. Oznaczanie zapachu wody:

Przebieg:

Próbki wody nalać do 1/3 objętości próbówki wymytej uprzednio wodą destylowaną
i przepłukanej badaną wodą, następnie zatkać korkiem lub palcem, wymieszać i natychmiast wąchać. Jako woda zarobowa może być użyta woda bezwonna lub o bardzo słabym zapachu.

2. Oznaczenie przezroczystości wody:

Przebieg:

Określa się ją przez porównanie wody w próbówce, umieszczonej na białym papierze z wodą destylowaną w takiej samej probówce i tych samych warunkach. Klarowność określa się jako: przeźroczysta, opalizująca, mętna z osadem - do celów budowlanych - tylko woda przeźroczysta lub opalizująca.

3. Oznaczenie pH:

Przebieg:

pH wody określa się za pomocą papierków uniwersalnych lub pehametru, papierek zanurza się w badanej wodzie na 15 sekund i barwę jego porównuje się ze skalą wzorcową, odczytując pH.

4. Oznaczenie zawartości siarkowodoru H₂S:

Przebieg:

Do probówki wlewa się 5 ml badanej wody, dodaje kilka kropekl stężonego kwasu solnego, przykrywa bibułą nasyconą roztworem octanu ołowiowego Pb(CH₃COO)₂, lekko podgrzewa - w przypadku zaczernienia bibuły stwierdza się obecność siarkowodoru powyżej 20 mg/dm³, w przeciwnym wypadku - brak zawartości H₂S.

5. Oznaczenie zawartości jonów siarczanowych SO₄^2-:

Przebieg:

Do probówki wlewamy 5 ml badanej wody, następnie dodaje się 2,5 ml 10% roztworu HCl. W drugiej próbówce przygotowujemy 2,5 ml 10% roztworu chlorku barowego BaCl₂ . Wlewamy chlorek barowy do pierwszej próbówki i uruchamiamy sekundomierz - zawartość jonu siarczanowego oznacza się w zależności od szybkości powstawania osadu siarczanu barowego, wg tabelki w skrypcie.

6. Oznaczenie zawartości cukrów:

Przebieg:

Do zlewki odmierzmy 50 ml wody, dodajemy 1 ml 1n kwasu solnego, przykrywamy szkiełkiem zegarkowym i ogrzewamy przez 30 minut w łaźni wodnej. Po ostudzeniu wody przepłukujemy kilkakrotnie wymytą probówkę. Do badania stosuje się wodę pozostałą na ściankach probówki. Dolewamy 3 krople 5% roztworu naftolu oraz 1 ml stężonego kwasu siarkowego. Po dokładnym zmieszaniu obserwujemy zabarwienie roztworu. Przybliżoną zawartość cukru określa się według tabelki:

Barwa roztworu	Przybliżona zawartość cukrów (mg/dm^3)
Fioletowo czerwona powstająca natychmiast	> 500
Czerwono różowa powstająca po kilku sek.	10
Jasno różowa po upływie 1-2 min.	5

Uzyskane wyniki:

Badana cecha	Wynik badania	Ocena
Zapach	bezwonna	+
Przeźroczystość	przeźroczysta	+
pH (wykładnik jonów wodor.)	pH = 6	+
Siarczany, SO4^2-	~600 mg/dm^3	-
Cukier	5 mg/dm^3	+
Siarkowodór	brak H2S	+

WNIOSKI:

Po przeprowadzeniu powyższych serii doświadczeń i porównaniu wyników z wynikami z tabel możemy jednoznacznie stwierdzić, że badana przez nas woda z całą pewnością nie nadaje się do celów budowlanych, z powodu zbyt wysokiej zawartości jonów
.

---