POLITECHNIKA LUBELSKA Wydział Inżynierii Środowiska Inżynieria Środowiska
SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z CHEMII
Nr ćwiczenia
Temat ćwiczenia
Imię i nazwisko studenta
Rok studiów
Semestr
Grupa dziekańska
Imię i nazwisko prowadzącego ćwiczenia
Uwagi prowadzącego:

Celem ćwiczenia

Zapoznanie z podstawami oznaczeń kompleksometrycznych na przykładzie oznaczeń kompleksonometrycznych.

Zakres ćwiczenia

Obejmuje wykonanie oznaczenia twardości ogólnej i wapniowej badanej wody metodą wersenianową.

Opis wykonania ćwiczenia

A. Oznaczanie twardości ogólnej wody.

Zasada metody

Do próbki badanej wody wprowadza się roztwór wersenianu dwusodowego EDTA, który wiąże kompleksometrycznie kationy wapnia i magnezu. Miareczkowanie przeprowadza się w obecności wskaźnika – czerni eriochromowej T.

Odczynniki: bufor amonowy, 1% roztwór chlorowodorku hydroksyloaminy, 5% Na₂S,

0,025 N EDTA, czerń eriochromowa T

Szkło: kolby stożkowe o poj. 200 – 300 ml, pipety wielomiarowe, biureta, cylinder miarowy

100 ml, podciągarka do pipet

Materiał: badana woda

Wykonanie oznaczenia:

- do 3 kolb stożkowych o pojemności 200 – 300 ml pobrano pipetą jednomiarową po

100 ml otrzymanej do analizy próbki,

- do każdej kolby dodano po 5 ml roztworu buforu amonowego, 2 ml 1%-ego roztworu

chlorowodorku hydroksyloaminy, 1 ml 5%-ego roztworu siarczku sodu Na₂S,

- do każdej kolby wsypano (bezpośrednio przed miareczkowaniem) szczyptę czerni

eriochromowej T,

- miareczkowano roztworem wersenianu dwusodowego EDTA do zmiany zabarwienia

z czerwonofioetowego na niebieskie,

- odczytano objętość zużytego roztworu EDTA i obliczono twardość ogólną według

poniższego wzoru:

T_og = [mval/dm³]

gdzie: V_EDTA – objętość zużytego roztworu EDTA, ml

n - miano EDTA, n = 0,025 N

V_pr – objętość próbki wody użytej do analizy, 100 ml

Zasada metody

Metoda polega na zmiareczkowaniu badanego roztworu zawierającego jony wapnia, przy

pH 9-10 mianowanym roztworem wersenianu dwusodowego w obecności wskaźnika – kalcesu. Kompleks chelatowy wapń - kalces o barwie czerwonej zostaje zastąpiony przez bardziej trwały kompleks wapń – wersenianu dwusodowy i roztwór przybiera barwę niebieską. Z ilości EDTA zużytego do związania jonów wapnia oblicza się twardość wapniową wody.

Odczynniki: 3 N NaOH, 1% roztwór chlorowodorku hydroksyloaminy, 5% Na₂S,

0,025 N EDTA, kalces

Szkło: kolby stożkowe o poj. 200 – 300 ml, pipety wielomiarowe, biureta, cylinder miarowy

100 ml, podciągarka do pipet

Materiał: badana woda

Wykonanie oznaczenia:

- do 3 kolb stożkowych o pojemności 200 – 300 ml pobrano pipetą jednomiarową po

100 ml otrzymanej do analizy próbki,

- do każdej kolby dodano pipetą wielomiarową po 2 ml 3N roztworu wodorotlenku

sodu NaOH, 2 ml 1 % - ego roztworu chlorowodorku hydroksyloaminy,

1 ml 5% -ego roztworu siarczku sodu Na₂S,

- do każdej kolby wsypano (bezpośrednio przed miareczkowaniem) szczyptę kalcesu,

- miareczkowano roztworem wersenianu dwusodowego EDTA do zmiany zabarwienia

z czerwonofioletowego na niebieskie,

- odczytano objętość zużytego roztworu EDTA i obliczyć twardość wapniową wg

poniższego wzoru:

T_Ca = [mval/dm³]

gdzie: V_EDTA – objętość zużytego roztworu EDTA, ml

n - miano EDTA, n = 0,025 N

V_pr – objętość próbki użytej do analizy, 100 ml

Tabela nr 8. Współczynniki przeliczeniowe jednostek twardości wody.

Jednostka twardości wody i jej oznaczenie	mval/dm^3	Stopnie twardości	ppm	mmol/dm^3
		niemiecki [n^0]	francuski [f^0]	angielski [a^0]
	28 mg CaO lub 50 mg CaCO3/dm^3	10 mg CaO/dm^3	10 mg CaCO3/dm^3	14,3 mg CaCO3/dm^3
1 mval/dm^3	1,00	2,8	5,0	3,50
1^0 niemiecki	0,357	1,00	1,79	1,25
1^0 francuski	0,200	0,56	1,00	0,70
1^0 angielski	0,286	0,80	1,43	1,00
ppm	0,02	0,056	0,1	0,07
mmol/dm^3	2	5,6	10,0	7,02

Tabela 9. Skala twardości wody.

Twardość ogólna wody	Określenie opisowe
mmol/dm^3	mval/dm^3
0 - 0,89	0 – 1,72
0,9 – 1,78	1,73 – 3,57
1,79 – 2,67	3,8 – 5,35
2,68 – 3,56	5,36 – 7,13
3,57 – 5,34	7,14 – 10,70
> 5,34	> 10,71

OBLICZENIA:

Oznaczanie twardości ogólnej Tw_og

1). Tw_og = $\frac{\mathbf{a}\mathbf{*}\mathbf{2000}\mathbf{*}\mathbf{V}_{\mathbf{\text{EDTA}}}}{\mathbf{V}_{\mathbf{\text{pr}}}}$ = $\frac{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{025}\mathbf{*}\mathbf{2000}\mathbf{*}\mathbf{15}\mathbf{,}\mathbf{7}}{\mathbf{100}}\mathbf{\ }$= 7,85

2). Tw_og = $\frac{\mathbf{a}\mathbf{*}\mathbf{2000}\mathbf{*}\mathbf{V}_{\mathbf{\text{EDTA}}}}{\mathbf{V}_{\mathbf{\text{pr}}}}$ = $\frac{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{025}\mathbf{*}\mathbf{2000}\mathbf{*}\mathbf{16}}{\mathbf{100}}\mathbf{\ }$= 8

3). Tw_og = $\frac{\mathbf{a}\mathbf{*}\mathbf{2000}\mathbf{*}\mathbf{V}_{\mathbf{\text{EDTA}}}}{\mathbf{V}_{\mathbf{\text{pr}}}}$ = $\frac{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{025}\mathbf{*}\mathbf{2000}\mathbf{*}\mathbf{15}\mathbf{,}\mathbf{9}}{\mathbf{100}}\mathbf{\ }$= 7,95

Tw_og=$\frac{\mathbf{\text{Tw}}_{\mathbf{\text{og}}\mathbf{1}}\mathbf{+}\mathbf{\text{Tw}}_{\mathbf{\text{og}}\mathbf{2}}}{\mathbf{2}}\mathbf{= \ }\frac{\mathbf{8 + 7,95}}{\mathbf{2}}\mathbf{= 7,975}$ [mval/dm³]

Oznaczanie twardości wapniowej Tw_Ca

1). Tw_Ca = $\frac{\mathbf{a*2000*}\mathbf{V}_{\mathbf{\text{EDTA}}}}{\mathbf{V}_{\mathbf{\text{pr}}}}$ = $\frac{\mathbf{0,025*2000*12}}{\mathbf{100}}\mathbf{\ }$= 6

2). Tw_Ca = $\frac{\mathbf{a*2000*}\mathbf{V}_{\mathbf{\text{EDTA}}}}{\mathbf{V}_{\mathbf{\text{pr}}}}$ = $\frac{\mathbf{0,025*2000*12,2}}{\mathbf{100}}\mathbf{\ }$= 6,1

3). Tw_Ca = $\frac{\mathbf{a*2000*}\mathbf{V}_{\mathbf{\text{EDTA}}}}{\mathbf{V}_{\mathbf{\text{pr}}}}$ = $\frac{\mathbf{0,025*2000*12,1}}{\mathbf{100}}\mathbf{\ }$= 6,05

Tw_Ca=$\frac{\mathbf{\text{Tw}}_{\mathbf{Ca1}}\mathbf{+}\mathbf{\text{Tw}}_{\mathbf{\text{Ca}}\mathbf{2}}}{\mathbf{2}}\mathbf{= \ }\frac{\mathbf{6,1 + 6,05}}{\mathbf{2}}\mathbf{= 6,075}$ [mval/dm³]

Oznaczanie twardości magnezowej Tw_Mg

1). Tw_Mg = Tw_og - Tw_Ca = 7,85 – 6 = 1,85

2). Tw_Mg = Tw_og - Tw_Ca = 8 – 6,1 = 1,9

3). Tw_Mg = Tw_og - Tw_Ca = 7,95 – 6,05 = 1,9

Tw_Mg=$\frac{\mathbf{\text{Tw}}_{\mathbf{\text{Mg}}\mathbf{1}}\mathbf{+}\mathbf{\text{Tw}}_{\mathbf{\text{Mg}}\mathbf{2}}}{\mathbf{2}}\mathbf{= \ }\frac{\mathbf{1,9 + 1,9}}{\mathbf{2}}\mathbf{= 1,9}$ [mval/dm³]

V_EDTA – objętość zużytego EDTA (ml),

a – miano EDTA, 0,025m,

V_pr - objętość próbki użytej do analizy (ml)

WNIOSKI:

Twardość ogólna badanej wody wyniosła 7,975 mval/dm³. Twardość wapniowa wynosi 6,075 mval/dm³ a twardość magnezowa 1,9 mval/dm³. Woda ta nadaje się do spożycia przez ludzi. Twardość wody wynosi 400 mg CaCO₃ /dm³ i mieści się w normach wody przeznaczonej do picia.