Опыт 2. Устранение жесткости химическим способом

Реактивы: образец жесткой воды из опыта 1, 3 %-ные растворы фосфата натрия и оксалата аммония.

Посуда и принадлежности: пробирка на 15 см³, воронка, фильтровальная бумага.

Методика проведения опыта: В пробирку налейте 4-5 см³ жесткой воды, анализируемой в опыте 1 и прибавьте к ней 3-4 см³ раствора фосфата натрия. Что наблюдается и о чем это говорит? Перемешайте смесь встряхиванием, и оставьте на 5 мин, образовавшийся белый осадок отфильтруйте, после фильтрации проверьте воду на присутствие солей жесткости, как в опыте 1.

Отметьте наблюдения, составьте уравнения реакций фосфата натрия с солями CaCl₂ и Ca(HCO₃)₂ в молекулярном и ионно-молекулярном виде. Сделайте вывод, в котором объясните, в чем сущность умягчения воды фосфатным методом.

Опыт 3. Устранение жесткости воды методом ионного обмена

Реактивы: образец жесткой воды, используемой в опыте 1; колонка, заполненная Н⁺-катионитом, 3 %-ный раствор оксалата аммония.

Посуда: коническая колба на 50 см³, пробирки на 10 см³.

Методика проведения опыта: Исследуемую жесткую воду, используемую в опыте 1, пропустите через стеклянную колонку, заполненную Н⁺-катионитом. Вытекающую из колонки воду проанализируйте на содержание в ней солей жесткости, как в опыте 1.

Отобразите схему процесса обмена ионов жесткости Са²⁺ с ионами Н⁺-катионита, обозначив катионит RH. ПО окончании конце опыта сделайте вывод о преимуществах и возможности использования данного метода для устранения всех видов жесткости воды.

Лабораторная работа № 6.2. Исследование образцов воды по показателям кислотности и жесткости (УИРС)

Цель работы: ознакомление с методами количественного определения ионов жесткости и кислотности воды.

Опыт 1. Определение водородного показателя природных и сточных вод с помощью рН-метра.

Реактивы: образцы исследуемых вод, аммиачный буферный раствор, состоящий из смеси NH₄OH и NH₄Cl с рН 9,2, дистиллированная вода.

Посуда, принадлежности и оборудование: рН-метр со стеклянными электродами, стакан емкостью 100 см³, цилиндр на 50 см³, промывалка с дистиллированной водой, фильтровальная бумага

Методика проведения опыта:

Метод рН-метрии основан на измерении электродного потенциала, возникающего на поверхности контактирующего с раствором электрода и зависящего от активности (концентрации) ионов водорода в этом растворе.

На практике для определения рН используется стеклянный электрод. Он представляет собой тонкостенную стеклянную колбочку с впаянной в неё серебряной проволочкой, наполненную насыщенным раствором хлорида серебра в соляной кислоте. Электродный потенциал стеклянного электрода пропорционален концентрации ионов водорода. Стеклянный электрод используют в комбинации с электродом сравнения, например с каломельным электродом. Оба электрода соединены с высокоомным вольтметром, на шкале которого указаны значения рН.

В лабораторный стакан емкостью 100 см³ налейте 50 см³ исследуемой природной воды (один из образцов). Опустите в стакан электроды рН-метра и по шкале значений водородного показателя в диапазоне от 1 до 14 определите величину рН данного образца воды.

Полученное значение запишите в лабораторный журнал. Сделайте вывод о преимуществах данного метода определения рН по сравнению с индикаторным методом. Определите, примеси кислот или оснований содержатся в исследуемой воде, и каков уровень их содержания. Укажите, каким химическим способом можно очистить воду от этих примесей, приведите пример реакции и ее уравнение.

Опыт 2. Реакция нейтрализации и ее использование для определения концентрации растворов кислот и оснований

Перед выполнением опыта 2 проверьте уровень рН образца воды с помощью универсальной индикаторной бумаги. Если образец имеет рН<7, выполняйте опыт 2.1. Если образец имеет рН>7, выполняйте опыт 2.2.