Визначення кислотності поталої води

 

Метою лабораторної роботи є дослідження кислотності дощу, поталої води (снігу).

Кислотність дощу, поталої води (снігу) визначається присутністю в атмосфері забруднюючих речовин: оксидів вуглецю (IV), сірки (IV і VI) та оксидів азоту різного ступеня окислювання.

При відсутності в атмосфері основних забруднюючих речовин: , , і , кислотність дощу залежить тільки від вмісту вільної розчиненої вуглекислоти.

 

 

Дощова вода у цьому випадку має рН у межах до 5,6.

При наявності в атмосфері оксидів сірки та азоту кислотність дощу збільшується, рН знижується значно нижче 4,5.

Процеси, що перебігають у цьому випадку в атмосфері, можна описати у такий спосіб:

 

 

Значна різниця у значеннях рН пов'язана з різною силою кислот: ; ; .

Кислотністю дощової (поталої) води називається вміст у воді речовин, що вступають у реакцію із сильними лугами. Об’єм 0,1 н. розчину лугу, витрачений на титрування таких речовин, відповідає загальній кислотності води “Р”.

Та частина загальної кислотності дощу, при якій рН знижується до 4,5 і нижче, називається вільною кислотністю води “Т”.

Кислотність води визначають титруванням титрованого розчину сильної основи.

Кількість 0,1 н. розчину сильної основи, при витраті якого рН розчину досягає значення 4,5, відповідає вільній кислотності “Т” (титрується тільки сильна кислота).

Якщо титрування рН розчину досягає значення 8,3, визначає загальну кислотність “Р”, при цьому титрується і слабка і сильна кислота.

Реактиви:

Індикатори фенолфталеїн, метиловий оранжевий

0,1 н. розчин їдкого натру (або їдкого калію)

Хід визначення. Попередньо визначають наявність сильних кислот за метиловим оранжевим (зміна забарвлення з жовтого на малинове відбувається в інтервалі рН 5,5-4,5). Якщо попереднє визначення показало наявність вільної кислоти, проводять кількісне визначення вільної та загальної кислотності.

Визначення вільної кислотності “Т”. До 100 мл досліджуваної води доливають індикатор – метиловий оранжевий і титрують 0,1 н. розчином їдкого натру до появи жовтого забарвлення.

,

 

де – об’єм досліджуваної води;

– об’єм розчину , що пішов на титрування;

– нормальність розчину .

Визначення загальної кислотності “Р”. До 100 мл досліджуваної води доливають індикатор – фенолфталеїн і титрують 0,1 н. розчином їдкого натру до появи рожевого забарвлення.

 

,

де – об’єм води;

– об’єм розчину , що пішов на титрування за фенолфталеїном;

– нормальність розчину .

 

Питання:

1. Дайте визначення кислотності поталої води.

2. Які забруднюючі речовини, присутні у поталій воді, зумовлюють кислотність?

3. Що таке потенціометричне титрування?

4. Назвіть основні методи електрометричного титрування?

5. У яких межах знаходиться водневий показник для кислого середовища?

6. У яких межах знаходиться водневий показник для лужного середовища?

7. Які індикатори використовуються для лабораторного дослідження кислотності поталої води?

8. Які луги використовуються для визначення кислотності поталої води?

9. Дайте визначення вільної кислотності.

10. Як визначається кислотність поталої води?

11. При наявності яких речовин в атмосфері збільшується кислотність поталої води?

12. Дайте визначення загальної кислотності.

13. Назвіть основні способи визначення концентрації розчинів.

14. Яких правил слід дотримуватись при готуванні нормальних розчинів складних речовин (кислот, лугів, солей)?

15. Дайте визначення нормальності розчину.

 

 

Лабораторна робота 4

 

ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ ЗАЛІЗА У ПОТАЛІЙ ВОДІ, ТА ВОДІ ГОСПОДАРСЬКО-ПИТНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ

КОЛОРИМЕТРИЧНИМ МЕТОДОМ

 

Метою лабораторної роботи є визначення вмісту заліза у воді, що застосовується для господарсько-питного водопостачання, колориметричним методом.

Залізо постійно є присутнім у поверхневих і підземних водах у вигляді солей (II) і солей (III); тобто у вигляді іонів і . Гранично припустима концентрація заліза у питній воді не повинна перевищувати 0,3 мг/л. Підвищена кількість заліза у воді додає їй буре забарвлення і «залозистий» смак. Вміст заліза у воді визначають колориметрично на основі реакції іонів з роданідом калію або амонію. При цьому перебігає реакція:

 

,

або

 

у результаті якої створюється яскраво-червоний роданід заліза, інтенсивність забарвлення якого пропорційна концентрації заліза. Для визначення вмісту заліза (II) його попередньо окислюють до заліза (III).

Цим методом можна визначити 0,05-4,0 заліза у 1 л води з точністю ±0,05 мг/л.

Інтенсивність забарвлення вимірюють на фотоелектроколориметрі.

Реактиви:

роданід калію або амонію

соляна кислота

персульфат амонію

Хід визначення. Побудова калібрувальної кривої. Готують стандартний розчин із вмістом іонів 0,1 мг/л. З отриманого стандартного розчину готують 5 проб по 50 мл у кожній, з концентраціями іонів : 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 мг/л і по 2 мл роданіду калію або амонію. Усі розчини забарвлюються у червоний колір рівної інтенсивності. Після цього, на фотоколориметрі визначають оптичні щільності цих розчинів, починаючи з першого (L_кювети=10 мм, світлофільтр синій).

Виміривши оптичні щільності всіх розчинів, будують калібрувальну криву, відкладаючи на осі абсцис концентрації, а по осі ординат – відповідні оптичні щільності.

Визначення загального вмісту заліза у воді. У колбу, ємністю 200 мл, наливають 50 мл досліджуваної води (у випадку залозистих вод, що містять заліза більш 4,0 мг/л, беруть менший об’єм води і розбавляють дистильованою водою до 50 мл), додають 1 мл розведеної (1:1) соляної кислоти для створення кислотної реакції (реакція солей заліза (III) з роданідом калію та амонію перебігає до кінця у кислому середовищі) і додають 2-3 кристалика персульфату амонію для окислювання заліза (II) у залізо (III).

Нагрівають на водяній бані протягом 10 хв, тому що окислювання краще перебігає при нагріванні, прохолоджують, потім додають 2 мл 50%-го розчину роданіду калію або амонію і вимірюють оптичну щільність (світлофільтр синій, L_кювети=10 мм). Вміст заліза (Х, мг/л) знаходять за калібрувальною кривою.

Вміст заліза (II) () у воді визначають аналогічно, без добавки персульфату амонію, тому розчин не кип'ятять. Кількість заліза (II) знаходять, віднімаючи від загальної кількості заліза кількість заліза (III).

Результати досліджень записують у вигляді таблиці:

 

 

Номер проби	Загальний вміст заліза, мг/л	Вміст
		Заліза (III), мг/л	Заліза (II), мг/л

 

Питання:

1. Яка гранично припустима концентрація заліза у питній воді згідно ГОСТ 2874-82

2. Сутність фотоколориметричного методу визначення вмісту заліза у питній воді?

3. З якою метою у дослідженнях використовується соляна кислота?

4. З якою метою у дослідженнях використовується персульфат амонію?

5. У якому вигляді залізо є присутнім у поверхневих і підземних водах?

 

Лабораторна робота 5

 

ВИЗНАЧЕННЯ РОЗЧИНЕНОГО У ВОДІ КИСНЮ

 

Метою лабораторної роботи є визначення розчиненого у воді кисню йодометричним методом.

Кисень є одним з найважливіших розчинених газів, що постійно є присутнім у поверхневих водах, режим якого значною мірою визначає біологічний стан водойм.

Головним джерелом надходження кисню у поверхневі води є процеси його поглинання з атмосфери і виділення у результаті його фотосинтезу водними рослинами. Швидкість цього процесу підвищується зі зниженням температури і підвищенням атмосферного тиску.

Кисень також надходить у водойми з дощовими і сніговими водами, що звичайно киснем перенасичені.

Споживання кисню у воді зв'язано з хімічними і біохімічними процесами окислювання органічних і неорганічних (, , , , , та ін.), а також з подихом водних організмів. Швидкість споживання кисню збільшується з підвищенням температури, кількості бактерій та інших водних організмів, що піддаються хімічному і біохімічному окислюванню.

Розчинений кисень у поверхневих водах знаходиться у вигляді молекул . Розчинність його росте зі зниженням температури, зі зниженням мінералізації і підвищенням тиску.

У поверхневих водах вміст розчиненого кисню може коливатися від 0 до 14 мг/л і піддається значним сезонним і добовим коливанням. У річкових водах найбільш високі концентрації спостерігаються звичайно в осінню пору, найбільш низькі – взимку, коли у результаті створення крижаного покриву припиняється надходження кисню з атмосфери. Дефіцит кисню частіше спостерігається у замкнутих забруднених водоймах, а також у водоймах, що містять велику кількість гумусових речовин.

Концентрація кисню визначає величину окислювально-відновного потенціалу і, значною мірою, напрямок і швидкість процесу хімічного і біохімічного окислювання органічних і неорганічних сполук.

Кисневий режим глибоко впливає на життя водойм. Мінімальний вміст розчиненого кисню, що забезпечує нормальний розвиток риб, складає близько 5 мг/л. Зниження концентрації кисню до 2 мг/л викликає масову загибель риби. Несприятливо позначається на їхньому стані і перенасичення води киснем.