Главная

Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Визначення зворотним титруванням


Принцип методу. Під дією надлишку сильної кислоти аніони СО32- та НСО3- повністю переходять у молекули С022С03). Останні видаляють із розчину продуванням повітря, вільним від СО2. Залишок сильної кислоти відтитровують стандартним розчином бури за наявності змішаного індика­тору:

2НС1 + Nа2В407 + 5Н20 = 4Н3В03 + 2NаС1.

За різницею еквівалентів добавленої сильної кислоти та витраченої на ти­трування бури обчислюють концентрацію іонних форм вугільної кислоти, виражену в моль-екв НС03-/дм3.

Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви

Апаратура

Прилад для очищення повітря від СО2.

Реактиви

Розчин соляної кислоти, 0,05 моль-екв/дм3: 4,2 см3 концентро­ваної НС1 розбавляють бідистильованою водою до 1 дм3. Точну концентрацію кислоти встановлюють титруванням стандартним розчином бури.

Стандартний розчин бури, 0,05 моль-екв/дм3: 4,767 ± 0,001 г тричі перекристалізованого препарату Nа2B4O7·10Н2О розчиняють у бідистильованій воді й доводять об'єм розчину до 0,5 дм3 у мірній колбі. Зберігати розчин бури рекомендується в поліетиленовій по­судині, щільно закритій пробкою. Розчин бури бажано готувати через кожні 3 міс.

Точну концентрацію розчину бури можна встановити титруван­ням розчином соляної або сірчаної кислоти, приготовленим із фіксаналу.

Перекристалізація: 20 - 25 г Nа2B4O7·10Н2О, х.ч., розчиняють у 100 см3 дистильованої води за нагрівання до 50 °С. Теплий розчин швидко фільтрують крізь лійку Бюхнера. Фільтрат охолоджують на льодяній бані, кристали, що утворились, відділяють на лійці Бюхнера і висушують упродовж двох діб між аркушами фільтру­вального паперу. Препарат зберігають у бюксі; його кристали не повинні прилипати до сухої скляної палички.

Змішаний індикатор: 0,5 г метилового червоного С15Н15О2N3 розчиняють у 100 см3 етилового спирту і добавляють 4 см3 1%-го водного розчину метиленового голубого С16Н18NSСl. Розчин пови­нен мати малинове забарвлення у кислому середовищі й інтенсив­но зелене — у лужному. Індикатор зберігають у посудині з темного скла.

Визначення точної концентрації розчину соляної кислоти.

У конічну колбу для титрування піпеткою вносять 10,0 см3 розчину соляної кислоти (або інший точно виміряний об'єм), добавляють 90 см3 дистильо­ваної води і 10 крапель змішаного індикатору. Розчин перемішують, про­пускають крізь нього упродовж 10 хв повітря, вільне від С02. і титрують стандартним розчином бури до зміни забарвлення з малинового на інтен­сивно зелене.

Концентрацію розчину соляної кислоти Сх (моль-екв/дм3) обчислюють за рівнянням:

Cx= ,

де V1 — об'єм стандартного розчину бури, використаний для титрування, см3; С — концентрація стандартного розчину бури, моль-екв/дм3; V — об'єм роз­чину соляної кислоти, використаний для титрування, см3.

Робочі розчини хлориду калію для побудови калібрувального графіка готують із використанням стандартного розчину КС1 ана­логічно, як і робочі розчини, хлориду натрію.

Порядок виконання роботи

100 см3 проби води наливають у колбу місткістю 250 см3, добавляють 10 крапель змішаного індикатору і з бюретки таку кіль­кість розчину соляної кислоти концентрацією 0,05 моль-екв/дм3, щоб проба забарвилася в малиновий колір. Потім добавляють ще 1-2 см3 розчину со­ляної кислоти і видаляють діоксид вуглецю продуванням крізь пробу води повітря, вільного від С02. Не припиняючи продування повітрям, пробу тит­рують розчином бури до появи стійкого зеленого забарвлення.

((V1·C1- V2·C2)·1000)/V=Х моль-екв НСО3-/дм3;

((V1·C1- V2·C2)·1000·61,02)/V =Y мг НСО3-/дм3

де V1 — об'єм розчину соляної кислоти, добавлений до проби води, см3; С1 — концентрація розчину соляної кислоти, добавленої до проби води, моль- екв/дм3; V2 — об'єм стандартного розчину бури, витрачений на титрування залишку соляної кислоти, см3; С2 — концентрація стандартного розчину бу­ри, витраченого на титрування залишку соляної кислоти, моль-екв/дм3; V — об'єм проби води, см3; 61,02 — молярна маса еквівалента гідрокарбонат-іонів.

Обчислення за балансом еквівалентів головних іонів

Сольового складу

Гідрокарбонати, хлориди та сульфати натрію, калію, магнію і кальцію, які є сольовими компонентами природних вод, практично повністю дисоційовані. Тому сума еквівалентів аніонів має дорівнювати сумі еквівалентів катіонів. При цьому враховують лише ті іони, концентрація яких перевищує 0,01 ммоль-екв/дм3. Якщо концентрацію таких іонів установлено відповідни­ми методами аналізу для всіх сольових компонентів, окрім натрію та калію, то за різницею суми ммоль-екв/дм3 усіх аніонів та катіонів Са2+ і Мg2+ можна розрахувати суму ммоль-екв/дм3+ і К+.

Обчислення виконують за рівнянням:

 

п (Na++ К+) = п (Сl- + НСО3- + 1/2·SO42-) - п (1/2· Мg2+ + 1/2·Са2+),

 

Результати обчислень є наближеними, оскільки частина аніонів й особли­во катіонів залежно від рН та Еh води може бути зв'язана в інші розчинні спо­луки.

 

Твердість води

Твердість води — це властивість природної води, зумовлена вмістом у ній в основному розчинених солей кальцію та магнію. Вони надходять у води внаслідок розчинення й хімічного вивітрювання гірських порід, мінералів та солей, зокрема під час взаємодії розчиненого у воді діоксиду вуглецю з карбо­натними мінералами, що призводить до накопичення у воді розчинних гідро­карбонатів кальцію й магнію. Джерелом іонів кальцію та магнію є й мікробіальні процеси, які відбуваються в ґрунтах площі водозбору та в донних від­кладах, а також промислові стічні води.

Загальну твердість води поділяють на карбонатну, зумовлену вмістом гідрокарбонатів (карбонатів за рН > 8,3) кальцію й магнію, та некарбонатну, спричинену вмістом хлоридів і сульфатів кальцію й магнію.

Карбонатну твердість іще називають тимчасовою, оскільки під час кип'ятіння води вона усувається внаслідок розкладання гідрокарбонатів кальцію (магнію):

Са(НС03)2 →СаС03 ↓+С02↑ +Н20.

Некарбонатну твердість називають постійною; вона дорівнює сумарному вмісту солей кальцію і магнію, що залишаються у воді після її кип'ятіння.

Твердість води виражають у мілімоль-еквівалентах на кубічний дециметр (ммоль-екв/дм3). Інколи використовують інші одиниці — німецькі, англійські або французькі градуси (табл. 4.1).

 

Табл. 4.1. Одиниці твердості води

ТН2О, ммоль-екв/дм3 Градус
німецький (10 мг СаО/дм3) англійський (1 г СаС03/галон) французький (1 г СаС03/100 000 г води)
1,00 0,36 0,29 0,20 2,80 1,00 0,80 0,56 3,50 1,25 1,00 0,70 5,00 1,79 1,43 1,00

 

Твердість вод коливається в широких межах — від одиниць до десятків ммоль-екв/дм3. Воду з твердістю менш як 4 ммоль-екв/дм3 вважають м'якою, від 4 до 8 — середньої твердості, від 8 до 12 — твердою, а понад 12 ммоль- екв/дм3 — дуже твердою. У поверхневих водах суходолу карбонатна твердість становить до 70 - 80 % загальної. Для природних вод характерне сезонне ко­ливання твердості, яка зазвичай досягає найбільших значень наприкінці зи­ми, а найменших — у період повені.

Загальну твердість води визначають комплексонометричним титруван­ням, індикатором слугує еріохром чорний Т.

Карбонатна (тимчасова) твердість, виражена в ммоль-екв/дм3, дорівнює лужності води, вираженій у ммоль-екв/дм3 (див. п.4.1).

Некарбонатна (постійна) твердість дорівнює різниці між загальною та карбонатною твердістю, її виражають у ммоль-екв/дм3.

Якщо в досліджуваній воді містяться значні кількості катіонів натрію і ка­лію, з якими зв'язана частина гідрокарбонатних і карбонатних іонів, то кар­бонатна (тимчасова) твердість, розрахована за лужністю, не відповідає спра­вжній. У такому разі визначають тільки загальну твердість води, не розділя­ючи її на карбонатну (тимчасову) і некарбонатну (постійну).

 

Комплексонометричне визначення

Принцип методу. При взаємодії іонів Са2+ і Мg2+ з комплексоном III (двонатрієва сіль етилендіамінтетраоцтової кислоти, скорочено Nа2Н2Y) утворюються безбарвні, стійкі у лужному середовищі комплекси складу Ме2+ : Nа2Н2Y = 1 : 1 за схемою:

Ме2+ + Н2Y2- ↔ МеY2- +2Н+,

де Н2Y2- — аніон комплексону ІІІ.

При добавлянні розчину комплексону III до проби води спочатку утворю­ються більш стійкі комплекси кальцію, а потім менш стійкі комплекси магнію.

Індикатор еріохром чорний Т за рН ~10 утворює з іонами магнію комплек­сну сполуку червоно-фіолетового кольору:

Мg2+ + Н2Іnd- ↔ МgІnd- +2Н+.

Блакит- Червоно-­

ний фіолетовий

Після досягнення точки еквівалентності магній зв'язується в стійкіший безбарвний комплекс із комплексоном III і розчин забарвлюється в блакит­ний колір унаслідок появи вільних аніонів індикатору:

МgІnd- + Н2Y2- ↔ МgY2- + Н2Іnd-.

Червоно- Блакит-

фіолетовий ний

За наявності іонів металів, комплекси яких з еріохром чорним Т міцніші, ніж із комплексоном III, зміна кольору розчину в точці еквівалентності недо­статньо чітка. Визначенню твердості води заважають іони заліза концентра­цією понад 10 мг/дм3, кобальту, нікелю, міді (концентраціями кожного понад 0,1 мг/дм3) та деякі ін.

Для маскування катіонів металів, які заважають аналізу, застосовують ці­анід калію, солянокислий гідроксиламін або сульфід натрію. Така потреба постає в основному при аналізі стічних вод.

Дуже каламутні води фільтрують крізь мембранний фільтр із діаметром пор 0,45 мкм. Мінімальна визначувана твердість води становить 0,5 ммоль- екв/дм3 за об'єму проби 100 см3.



Последнее изменение этой страницы: 2016-07-22

headinsider.info. Все права принадлежат авторам данных материалов.