Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Определение жесткости и умягчение воды

Опыт 3. Умягчение воды методом катионирования | ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 | Опыт 1. Определение концентрации кислорода, растворенного в воде | ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ПРИРОДНЫХ ВОД | Опыт 1. Обнаружение ионов кальция |


Читайте также:
  1. A. определение основных показателей коагулограмммы
  2. Аналитическое определение точки выхода из плоскости
  3. Выявление ограничений и определение альтернатив.
  4. Глава 1. Определение
  5. Глава 1. Определение культуры организации
  6. Глава 7. Определение бюджета на ИК
  7. Задание 2 Определение коэффициентов восстановления энергии и скорости для упругого удара

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Цель работы: проведение анализа воды на жесткость и умягчение воды

методом катионирования.

 

Жесткость – один из технологических показателей, принятых для характеристики состава и качества природных вод.

Жесткой называют воду с повышенным содержанием ионов Ca2+ и Mg2+. Сумма концентраций ионов Ca2+ и Mg2+ является количественной мерой жесткости воды:

 

Ж= С Ca2+ + С Mg2+.

Измеряют жесткость числом миллимолей ионов жесткости (Ca2+ и Mg2+) в 1 кг воды (ммоль/кг). В связи с тем, что плотность воды близка к единице, жесткость можно измерять в ммоль/дм3 или ммоль/л.

Различают жесткость воды общую Ж 0, карбонатную Ж к и некарбонатную

Ж нк.

В связи с тем, что в воздухе достаточно велико содержание СО2, в природной воде есть растворенный диоксид углерода. Протекает взаимодействие СО2 с Н2О:

СО2 + Н2О = Н2СО3 = Н+ + НСО-3 ,

результатом которого является образование гидрокарбонат-иона. Концентрация ионов Ca2+ и Mg2+ в воде, эквивалентная содержанию иона НСО3-, определяет карбонатную жесткость воды, а концентрация ионов Ca2+ и Mg2+ , эквивалентная всем прочим анионам (SO42-, Cl- и т.д.), - некарбонатную. Сумма карбонатной и некарбонатной жесткости составляет общую жесткость воды. Использование природной воды в технике требует ее предварительной очистки, в том числе умягчения (снижения жесткости до определенной нормы).

Карбонатная жесткость устраняется при кипячении воды по реакции:

t

Са(НСО3)2 ® СаСО3 + СО2­ + Н2О

Ионы кальция и магния выпадают в виде нерастворимых карбонатов и вода становится мягкой.

Некарбонатная жесткость не устраняется при кипячении воды. Устранить ее можно дистилляцией, добавлением химических реагентов или методом ионного обмена (катионирования). При химическом методе осаждения чаще всего в качестве осадителя используют известь или соду. При этом в осадок (в виде СаСО3 и Mg(OH)2) переводятся все соли кальция и магния.

Для устранения жесткости методом ионного обмена или катионирования воду пропускают через слой катионита – высокомолекулярные нерастворимые соли или кислоты. При этом катионы Ca2+ и Mg2+, находящиеся в воде, обмениваются на катионы Н+ или Na+, содержащиеся в применяемом катионите:

2R- Na+ + Ca2+ = R2Ca2+ + 2Na+.

В некоторых случаях требуется удалить из воды не только катионы Ca2+ и Mg2+, но и другие катионы и анионы. В таких случаях воду пропускают последовательно через катионит, содержащий в обменной форме водородные ионы (Н- катионит), и анионит, содержащий гидроксид ионы (ОН- анионит). В итоге вода освобождается как от катионов, так и от анионов солей. Такая обработка воды назывется обессоливанием.

При контроле качества воды определяют ее жесткость. Для определения общей жесткости применяют метод комплексонометрии. В основе этого метода лежит титрование воды в присутствии аммиачного буферного раствора (рН = 10,0) и индикатора раствором комплексона III до перехода розовой окраски в голубую.

При анализе применяют один из индикаторов: кислотный хром синий К или эриохром черный Т. В присутствии ионов жесткости Са2+ и Мg2+ эти индикаторы окрашиваются в розовый цвет, в отсутствие – в голубой.

Комплексон – двузамещенная натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА, трилон Б):

NaOOCCH2 CH2COONa

N-CH2-CH2-N

HOOCCH2 CH2COOH

 

При титровании жесткой воды раствором комплексона III образуется внутрикомплексное соединение: -2

ООССН2 СН2СОО

N-CH2-CH2-N

ООССН2 СН2СОО

Са,

 

т.е. связываются ионы Са2+ и Mg2+. Поэтому в конце титрования индикатор изменяет окраску, раствор становится голубым.

Определение карбонатной жесткости воды Жк сводится к измерению концентрации гидрокарбонат-иона НСО3- и тем самым эквивалентной этим ионам концентрации ионов жесткости Са2+ и Mg2+. Анализ проводят методом нейтрализации. В основе этого метода лежит титрование воды в присутствии метилового оранжевого раствором соляной кислоты до перехода желтой окраски индикатора в оранжевую.

Метиловый оранжевый - кислотно-основной индикатор, изменяющий свою окраску от красной при рН < 3,1 до желтой при рН > 4,4. В точке перехода метиловый оранжевый имеет оранжевую окраску.

Анион НСО3- в воде гидролизуется:

НСО3- + Н2О = Н2СО3 + ОН-

Поэтому при условии Жк > 0 вода имеет щелочную реакцию среды и метиловый оранжевый в ней окрашен в желтый цвет. При титровании раствором НС1 такой воды протекает реакция нейтрализации:

ОН- + Н+ ® Н2О

Ионы Н+ нейтрализуют количество ионов ОН-, эквивалентное концентрации иона НСО3-.

Анализ воды на жесткость предполагает обычно:

а) определение общей жесткости Ж0;

б) определение карбонатной жесткости Жк;

в) вычисление некарбонатной жесткости Жнк = Ж0 – Жк.

 


Дата добавления: 2015-10-02; просмотров: 64 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Методы ионного обмена| Опыт 2 . Определение карбонатной и некарбонатной жесткости воды

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)