Определение постоянной жесткости воды

Постоянная жесткость воды обусловлена содержанием в ней сульфатов, хлоридов, нитратов, гидрокарбонатов и некоторых других солей кальция и магния. Жесткость природных вод колеблется в очень широких пределах – от 0,10 – 0,20 мэкв/л в водах рек и озер, расположенных в зонах тайги и тундры, до 80 – 100 мэкв/л в некоторых подземных водах и водах морей и океанов. Повышенная жесткость в водах природных источников обусловлена контактом воды с горными породами, содержащими минералы кальция и магния.

Применение жесткой воды недопустимо в некоторых отраслях промышленности, например в теплоэнергетике, так как в котлах и отопительных приборах образуется накипь, что ухудшает теплообмен. Поэтому жесткость является одним из показателей качества воды, который необходимо контролировать.

Раздельное определение Са²⁺ и Mg²⁺ в воде основано на хорошей растворимостью гидроксида кальция и малой – гидроксида магния, а также возможности определения ионов Са²⁺ в сильнощелочных средах комплексонометрически с индикатором мурексид.

Выполнение определения:

1) отбор пробы воды для анализа;

2) титрование анализируемой пробы воды стандартным раствором ЭДТА;

3) расчет значения жесткости анализируемой воды.

Реагенты: анализируемая вода; ЭДТА, стандартный 0,0250 моль/л раствор; аммиачный буферный раствор с рН 8 – 10; гидроксид натрия, NaOH, 2 моль/л раствор; индикатор эриохромовый черный Т, 1 % -ный твердый раствор в KCl (NaCl); индикатор мурексид, 1 % -ный твердый раствор в KCl (NaCl).

Ход анализа:

Отбор пробы воды для анализа. Из-под крана мерной колбой отбирают 100,0 мл холодной водопроводной воды (воду необходимо предварительно пропустить в течение 1 мин), либо воду набирают в большую емкость, из которой пробу отбирают пипеткой на 100,0 мл.

Титрование анализируемой пробы воды стандартным раствором ЭДТА. Анализируемую воду переносят в коническую колбу для титрования, к раствору прибавляют 5 мл аммиачного буферного раствора с рН 8 – 10, индикатор эриохромовый черный Т на кончике шпателя и титруют раствором ЭДТА до перехода окраски из малиновой в синюю. В данных условиях с ЭДТА взаимодействуют как ионы кальция, так и ионы магия. Поэтому полученный затрачивается на титрование суммы ионов Ca и Mg.

Другую аликвоту анализируемой воды переносят в чистую коническую колбу для титрования, к раствору прибавляют 5 мл 2 моль/л раствора гидроксида натрия, индикатор мурексид на кончике шпателя и титруют раствором ЭДТА до перехода окраски из розовой в лиловую. В данных условиях магний переходит в осадок Mg(OH)₂, а с ЭДТА взаимодействуют только ионы кальция, поэтому полученный затрачивается на титрование ионов Са.

Расчет значения жесткости анализируемой воды. Титрование повторяют несколько раз. Из трех сходящихся результатов (отличающихся не более, чем на 0,1 мл) вычисляют среднее значение объема титранта. Расчет жесткости производят по формулам