Paulina Magdzicka gr.5 zespół nr 7, Wydział Inżynierii Lądowej 02.11.2010

Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia praktycznego nr 6.1

Temat: Ocena przydatności wody do celów budowlanych.

Cel doświadczenia

Celem doświadczenia jest ocena przydatności badanej próbki wody do celów budowlanych.

Wstęp teoretyczny

Składnikami, które w sposób zasadniczy wpływają na jakość wody zarobowej są:

Kwasy (jony wodorowe) - reagując ze składnikami cementu tworzą łatwo rozpuszczalne związki. Utrudnia to lub nawet uniemożliwia wiązanie spoiwa

Oleje, tłuszcze i detergenty - powodują zakłócenia procesu wiązania betonu, a ponadto mogą obniżać wytrzymałość betonu stwardniałego

Kwasy (jony wodorowe) - reagując ze składnikami cementu tworzą łatwo rozpuszczalne związki. Utrudnia to lub nawet uniemożliwia wiązanie spoiwa

Jony siarczanowe - reagują ze składnikami zaczynu cementowego, tworząc związki znacznie zwiększające swoją objętość i przez to mogące być przyczyną rozsadzania betonu

Jony siarczkowe - stosunkowo łatwo ulegają reakcji utleniania przechodząc w jony siarczynowe, a potem siarczanowe lub tworzyć Ca(HS)₂ - wodorosiarczan wapniowy (łatwo rozpuszczalny i nie wykazujący właściwości wiążących)

Chlorki - jony Cl^- powodują znaczne przyspieszenie wiązania cementu ,ponadto powodują korozje żelbetu i betonu

Alkalia - tlenki i wodorotlenki sodu i potasu mogą wchodzić w reakcje ze składnikami niektórych kruszyw co prowadzi do korozji wewnętrznej betonu.

Cukry - sacharoza tworząc z wodorotlenkiem wapniowym cukrzany wapniowe utrudnia proces wiązania betonu i obniża jego wytrzymałość

Fosforany - reagując ze związkami wapnia powodują opóźnienie wiązania betonu

Azotany - działają odwrotnie niż fosforany, przyspieszając wiązanie spoiwa cementowego.

Sole wapnia i magnezu - określające tzw. twardość wody (zawartość w przeliczeniu na CaO). Ze względu na rodzaj związków rozróżniamy dwie twardości:

• węglanową (przemijającą), wywołaną obecnością wodorowęglanów wapnia i magnezu. Znika w czasie ogrzewania wody, w reakcji:

Ca(HCO₃)₂ → ↓CaCO₃ + H₂O + ↑CO₂

Mg(HCO₃)₂ → ↓MgCO₃ + H₂O + ↑CO₂

• niewęglanową (trwałą), wywołaną obecnością innych soli wapniowych i magnezowych, np. chlorków, siarczków, azotanów itp.

Całkowita twardość wody jest sumą twardości węglanowej i niewęglanowej. Woda o zbyt dużej twardości utrudnia proces wiązania zaczynu cementowego, ponieważ zmniejsza rozpuszczalność składników cementu w wodzie, utrudnia proces przechodzenia do roztworu jonów wapniowych. Woda miękka natomiast jest przyczyną korozji ługującej betonu

Przebieg doświadczenia

1.Sprawdzanie wymagań podstawowych

Obecność substancji humusowych:

Do próbówki wlaliśmy 5cm³ badanej wody, dodaliśmy 5 cm³ 3% roztworu NaOH, wstrząsnęliśmy i odstawiliśmy na godzinę

Wynik: po godzinie woda nie zmieniła barwy

Zapach wody:

Do cylindra miarowego nalaliśmy 80 cm³ badanej wody. Następnie wstrząsnęliśmy i sprawdziliśmy zapach:

Wynik: próbka miała nieco mydlany, niemalże niewyczuwalny zapach.

Obecność detergentów:

Wstrząśniętą próbkę odstawiliśmy na 2 minuty

Wynik: utworzyła się piana, która nie znikła po upływie 2 minut

Zawiesiny:

Próbkę odstawiliśmy na 30 minut

Wynik: brak osadu

Przejrzystość wody:

Jedną probówkę napełniliśmy wodą destylowaną, a drugą badaną wodą.

Obie umieściliśmy obok siebie przed arkuszem białego papieru.

Wynik: badana woda miała lekko bladozielony odcień.

Wykładnik stężenia jonów wodorowych (pH):

Do badania użyliśmy papierka uniwersalnego. Nanieśliśmy na niego kilka kropel wody, a następnie porównaliśmy jego zabarwienie ze skalą wzorcową.

Wynik: pH≈5

Zawartość siarkowodoru H₂S:

Probówkę napełniliśmy badaną wodą (5cm³) dodaliśmy niewielką ilość stężonego kwasu solnego (HCl), przykryliśmy papierkiem ołowiawym, który umocowaliśmy na wlocie probówki przy pomocy zacisku i podgrzewaliśmy w płomieniu palnika.

Wynik: Papierek nie uległ zaczernieniu, co świadczy o braku siarkowodoru

2. Zawartość jonów chlorkowych:

Dwie próbki wody po 10 cm³ umieściliśmy w kolbach stożkowych. Do każdej dodaliśmy po kropli K₂CrO₄. Następnie dodawaliśmy stale mieszając porcje po 0,5 cm³ AgNO₃ o stężeniu 0,5 mol/dm³

Wynik: Roztwór zmienił trwale barwę na ciemnobrunatną w obydwóch kolbach po dodaniu kropli i pierwszej porcji 0,5 cm³ AgNO₃

3.Zawartość jonów siarczanowych SO₄^2-

Do probówki nalaliśmy 5 cm³ badanej wody. Dodaliśmy 2,5 cm³ HCl (10%) oraz 2,5 cm³ BaCl₂ (10%).

Wynik: brak osadu

4.Zawartość cukrów:

Do zlewki o pojemności 100 cm³ wlaliśmy odmierzone cylindrem 50 cm³ badanej wody i 1cm³ kwasu solnego (HCl 1 mol/dm³) i podgrzewaliśmy przez około 30 min w łaźni parowej, tak, by nie doprowadzać do wrzenia. Po przestygnięciu, parokrotnie przepłukaliśmy badaną wodą probówkę (uprzednio dobrze wymytą wodą destylowaną) i dolaliśmy do probówki 3 krople 5% roztworu naftolu oraz 1 cm³ stężonego H₂SO₄.

Wynik: próbka nie zmieniła koloru

5.Zawartość fosforanów:

Próbkę ok. 5cm³ badanej wody umieściliśmy w próbówce i dodaliśmy 5 cm³ roztworu AgNO₃ o stężeniu 0,5mol/dm³

Wynik :powstał żółty osad.

6. Zawartość azotanów:

Próbkę ok. 5cm³ badanej wody umieszczono w próbówce i dodano 1 cm³ stężonego H₂SO₄ i 4cm³ roztworu siarczanu żelaza

Wynik: brak osadu

7. Zawartość ołowiu

Próbkę ok. 5cm³ badanej wody umieszczono w próbówce i dodano 5 cm³ KI o stężeniu 1mol/dm³ i wstrząśnięto

Wynik: roztwór zabarwił się na żółto, brak osadu

8. Zawartość cynku

Próbkę ok. 5cm³ badanej wody umieszczono w próbówce i dodano 5 cm³ NaOH o stężeniu 1mol/dm³ i wstrząśnięto

Wynik: brak osadu

Tabela 1. Zestawienie wyników doświadczenia oraz wymagań dla poszczególnych prób

lp	substancja	wymagania (dla zakresów ilościowych jednostka: nie więcej niż x mg/dm^3)	wynik badania (dla zakresów ilościowych jednostka: mg/dm^3)	ocena
1	oleje i tłuszcze	nie więcej niż widoczne ślady	brak śladów	+
2	detergenty	ewentualna piana powinna opaśc po 2 min	piana nie opadła	-
3	barwa	bezbarwna lub bladożółta	bladozielona	-
4	zawiesiny	nie więcej niż 4cm^3 osadu w 80 cm^3próbki	brak osadu	+
5	zapach (obecność H2S)	bez zapachu (dopuszczalny lekki zapach cementu)	lekki niemalże niewyczuwalny zapach mydlany	_
6	kwasy	pH 4	5	+
7	substancje humusowe	po dodaniu NaOH barwa żółtawo-brązowa lub jaśniejsza	próbka niemal przezroczysta z lekkim zielonkawym odcieniem	+
8	chlorki	500 - beton sprężany 1000 - beton zbrojony 4500 - beton niezbrojony	500-1000 (nie może być wykorzystana do betonu sprężanego)	+/-
9	siarczany	2000	mniej niż 2000	+
10	cukry	100	0	+
11	fosforany	100	więcej niż 100	-
12	azotany	500	mniej niż 500	+
13	ołów	100	mniej niż 100	+
14	cynk	100	mniej niż 100	+

Wnioski

Ocena przydatności wody: badana próbka wody nie nadaje się do wykorzystania do celów budowlanych, ponieważ zawiera detergenty i za dużą ilość jonów fosforanowych w przeliczeniu na mg/dm³.

Literatura

• L. Czarnecki, P. Łukowski, A. Garbacz, B. Chmielewska „Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej”, Warszawa 2007, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej

• - L. Czarnecki, T. Broniewski, O. Henning „Chemia w budownictwie” , Warszawa 1994, wyd. Arkady

4