Жесткость воды

Цель работы: определение жесткости природной воды объемным методом (методом титриметрии).

Теоретическая часть

Природная вода не является индивидуальным химическим соединением, описываемым формулой H₂O. Это сложная система, содержащая взвешенные и коллоидные частицы, ионы и молекулы органических и неорганических веществ, различные микроорганизмы. В природной воде протекают физические, химические и биологические процессы: растворение и выделение газов, комплексообразование, выпадение и растворение осадков, жизнедеятельность микроорганизмов и т.д. Поэтому перед употреблением для технических и бытовых нужд вода, как правило, подвергается очистке от содержащихся в ней примесей.

Одной из характеристик природной воды является жесткость. Происхождение термина "жесткость" связано с тем, что при стирке в жесткой воде ткани становятся жесткими.

Жесткость воды обусловлена присутствием катионов Ca²⁺, Mg²⁺, а также катионов d и f-элементов (Fe²⁺, Fe³⁺, Zn²⁺, Mn²⁺, Cu²⁺ и др.). Содержание ионов d- и
f-элементов по сравнению с содержанием ионов Ca²⁺ и Mg²⁺ ниже, поэтому присутствием этих ионов иногда пренебрегают. Этим катионам в воде соответствуют анионы HCO₃^–, Cl^–, SO₄^2– и другие, существующие в свободном виде, поскольку неорганические соли являются сильными электролитами. Поэтому запись компонентов жесткости в молекулярной форме (Са(HCO₃)₂, MgCl₂ и т.д.) является условной.

Повышенное содержание в природной воде ионов Ca²⁺ и Mg²⁺ объясняется частичным растворением в ней некоторых осадочных горных пород, таких как известняк CaCO₃, доломит CaCO₃ MgCO₃, а также растворением некоторых компонентов почвы.

Различают жесткость временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную).

Временная ( карбонатная ) жесткость (Ж_в) обусловлена присутствием в природной воде ионов Ca²⁺, Mg²⁺, d- и f-элементов (Fe³⁺, Zn²⁺, Mn²⁺ и др.), которым в воде соответствуют анионы гидрокарбоната (HCO₃^–) (в молекулярной форме Са(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂ и др.). Термин временная жесткость указывает на возможность устранения ее при кипячении.

Постоянная (некарбонатная) жесткость (Ж_п) обусловлена присутствием в природной воде ионов Ca²⁺, Mg²⁺, d– и f-элементов, солей кальция, магния, d- и f-элементов, которым в воде соответствуют анионы, не разлагающихся при кипячении (Cl^–, SO₄^2–, NO₃^–, Br^– и др.), прежде всего хлоридов и сульфатов (в молекулярной форме CaCl₂, MgCl₂, CaSO₄, MgSO₄ и др.). Термин постоянная жесткостьуказывает на невозможность устранения ее кипячением.

Общей жесткостью воды (Ж_о) называется суммарная карбонатная и некарбонатная жеёсткость: Ж_о = Ж_в + Ж_п.

Величина жесткости в настоящее время в России характеризуется суммарным числом миллимоль-эквивалентов (ммоль-экв) определяющих ионов Ca²⁺, Mg²⁺, d- и f-элементов в 1 л воды и имеет размерность [ммоль-экв/л]. Один ммоль-экв жесткости отвечает содержанию 20,04 мг/л Ca²⁺, или 12,16 мг/л Mg²⁺.

Жесткость воды (ммоль-экв/л) можно рассчитать по формуле

где m – масса растворенной соли, г; Э – молярная масса эквивалента этой соли, г/моль; V – объем пробы воды, л.

Согласно ГОСТ 2874–82, питьевая вода, подаваемая централизованными системами (??) хозяйственно-питьевого водоснабжения, должна иметь жесткость не > 7,0 ммоль-экв/л. Нет ли более близкого по дате ГОСТ,а??

Экспериментальная часть

Дата добавления: 2015-07-11