Лабораторный практикум по специальным разделам химии. Шапкина В.Я - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ им. Невельского | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

4
Лабораторная работа №1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ, КАЛЬЦИЕВОЙ И КАРБОНАТНОЙ
ЖЕСТКОСТИ
Цель работы: проведение анализа воды на содержание в ней ионов
жесткости.
Жесткость – один из технологических показателей, принятых для
характеристики состава и качества природных вод.
Жесткой называют воду с повышенным содержанием в ней ионов Ca
2+
и
Mg
2+
. Общая жесткость воды по катионному составу определяется суммой
кальциевой (Ж
Са
) и магниевой (Ж
Mg
) жесткости.
Концентрация ионов Ca
2+
и Mg
2+
, эквивалентная содержанию в воде
анионов гидрокарбоната, HCO
3
–
, определят карбонатную жесткость (Ж
К
), или
временную жесткость воды, а концентрация ионов Ca
2+
и Mg
2+
,
эквивалентная остальным анионам (SO
4
2–
, CO
3
2–
, Cl
–-
), – некарбонатную
(Ж
НК
), или постоянную жесткость. Таким образом, общая жесткость воды
равна:
Ж
Са
+ Ж
Mg
= Ж
0
= Ж
НК
+ Ж
К
.
Измеряют жесткость числом миллимолей эквивалентов ионов жесткости
(Ca
2+
и Mg
2+
) в 1 л воды (ммоль⋅экв/л). 1 моль⋅экв Ж
Са
соответствует
молярной массе эквивалента иона кальция:
М
Э
(Са
2+
) = ½ М
И
(Са
2+
) = 40,08 / 2 = 20,04 г/моль.
1 моль⋅экв Ж
Mg
соответствует молярной массе эквивалента иона магния:
М
Э
(Mg
2+
) = ½ М
И
(Mg
2+
) = 24,30 / 2 = 12,15 г/моль.
Жесткость воды рассчитывают по формуле:
Ж = m/(M
Э
⋅V),
где m – масса вещества, обусловливающего жесткость воды или
применяемого для устранения жесткости воды, мг;
М
Э
– эквивалентная масса данного вещества, мг/ммоль;
V – объем воды, л;
М
И
– молярная масса иона.
Различают воду мягкую (Ж
0
до 2 ммоль⋅экв/л), средней жесткости (Ж
0
= 2 ÷ 10 ммоль⋅экв/л) и жесткую (Ж
0
> 10 ммоль⋅экв/л). Общая жесткость
питьевой воды должна быть не более 7 ммоль⋅экв/л.
Использование природной воды в технике требует ее предварительной
очистки, в том числе умягчения, так как жесткая вода образует накипи на
нагреваемых поверхностях, что вызывает перерасход энергии.
Соли карбонатной (временной) жесткости устраняют при нагревании
воды до 120-150 ºС,
при этом образуются осадки карбонатов кальция и
магния (термический метод):
Са(НСО
3
)
2
⎯→⎯
0
t
СаСО
3
↓
+ СО
2
↑
+ Н
2
О;
Мg(НСО
3
)
2
⎯→⎯
0
t
МgСО
3
↓
+ СО
2
↑
+ Н
2
О; 
                        Лабораторная работа №1
       ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ, КАЛЬЦИЕВОЙ И КАРБОНАТНОЙ
                       ЖЕСТКОСТИ

   Цель работы: проведение анализа воды на содержание в ней ионов
жесткости.
   Жесткость – один из технологических показателей, принятых для
характеристики состава и качества природных вод.
   Жесткой называют воду с повышенным содержанием в ней ионов Ca2+ и
Mg2+. Общая жесткость воды по катионному составу определяется суммой
кальциевой (ЖСа) и магниевой (ЖMg) жесткости.
   Концентрация ионов Ca2+ и Mg2+, эквивалентная содержанию в воде
анионов гидрокарбоната, HCO3–, определят карбонатную жесткость (ЖК), или
временную жесткость воды, а концентрация ионов Ca2+ и Mg2+,
эквивалентная остальным анионам (SO42–, CO32–, Cl–-), – некарбонатную
(ЖНК), или постоянную жесткость. Таким образом, общая жесткость воды
равна:
                         ЖСа + ЖMg = Ж0 = ЖНК + ЖК.
   Измеряют жесткость числом миллимолей эквивалентов ионов жесткости
(Ca и Mg2+) в 1 л воды (ммоль⋅экв/л). 1 моль⋅экв ЖСа соответствует
   2+

молярной массе эквивалента иона кальция:
               МЭ(Са2+) = ½ МИ (Са2+) = 40,08 / 2 = 20,04 г/моль.
   1 моль⋅экв ЖMg соответствует молярной массе эквивалента иона магния:
              МЭ(Mg2+) = ½ МИ (Mg2+) = 24,30 / 2 = 12,15 г/моль.
   Жесткость воды рассчитывают по формуле:
                                Ж = m/(MЭ⋅V),
   где m – масса вещества, обусловливающего жесткость воды или
применяемого для устранения жесткости воды, мг;
   МЭ – эквивалентная масса данного вещества, мг/ммоль;
   V – объем воды, л;
   МИ – молярная масса иона.
   Различают воду мягкую (Ж0 до 2 ммоль⋅экв/л), средней жесткости    (Ж0
= 2 ÷ 10 ммоль⋅экв/л) и жесткую (Ж0 > 10 ммоль⋅экв/л). Общая жесткость
питьевой воды должна быть не более 7 ммоль⋅экв/л.
   Использование природной воды в технике требует ее предварительной
очистки, в том числе умягчения, так как жесткая вода образует накипи на
нагреваемых поверхностях, что вызывает перерасход энергии.
   Соли карбонатной (временной) жесткости устраняют при нагревании
воды до 120-150 ºС, при этом образуются осадки карбонатов кальция и
магния (термический метод):
                                    СаСО3↓ + СО2↑ + Н2О;
                               0
                   Са(НСО3)2 ⎯⎯→t


                    Мg(НСО3)2 ⎯⎯→ МgСО3↓ + СО2↑ + Н2О;
                                   0
                                  t




4

Страницы