ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
151
вода при кипячении образует накипь вследствие оседания некоторых
солей кальция, магния и железа (II), что приводит не только к перерас-
ходу электрической энергии в быту и технике, но и к преждевремен-
ным потерям материалов.
Различают жесткость временную (устранимую) и постоянную.
Временная жесткость воды обусловлена присутствием в воде бикарбо-
натов: Ca(HCO
3
)
2
, Mg(HCO
3
)
2
и Fe(HCO
3
)
2
. Ее можно устранить кипя-
чением воды.
При кипячении воды бикарбонаты разлагаются с образованием
нерастворимых в воде карбонатов, оксикарбонатов и гидроксидов:
Ca(HCO
3
)
2
→ CaCO
3
+ H
2
O + CO
2
Mg(HCO
3
)
2
→ MgCO
3
+ H
2
O + CO
2
2Mg(HCO
3
)
2
→ Mg
2
(OH)
2
CO
3
+ H
2
O + CO
2
Fe(HCO
3
)
2
→ Fe(OH)
2
+ 2CO
2
Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием в ней преиму-
щественно сульфатов и хлоридов кальция и магния и не устраняется
кипячением. Сумма временной (устранимой) и постоянной жесткости
составляет общую жесткость воды.
Единица
жесткости
воды
Фран-
цуз-
ская
Анг-
лийс-
кая
Не-
мец-
кая
Аме-
рикан-
ская
Мил-
лимоль
Гра-
дус
жест-
кости
Французская 1.00 0.70 0.56 0.58 0.200 0.0714
Английск. 1.43 1.00 0.80 0.83 0.286 0.1020
Немецкая 1.79 1.25 1.00 1.04 0.358 0.1275
Американ. 1.72 1.20 0.96 1.00 0.340 0.1232
Миллимоль 5.00 3.50 2.80 2.90 1.000 0.3571
Градус же-
сткости
14.00 9.80 7.84 8.12 2.800 1.0000
Жесткость воды выражают молярной концентрацией эквивален-
тов кальция и магния (f
экв
= ½), выражают в миллимоль/л или по-
старому в миллиграмм-эквивалентах Са
2+
-ионов на 1л воды. 1 милли-
моль или 1 мг-экв жесткости соответствует содержанию 40.08/2 = 20.04
мг Са
2+
или 24.31/2 = 12.16 мг Мg
2+
в 1л воды, где 40.08 и 24.31 - соот-
ветственно атомные массы кальция и магния: 20.04 и 12.16 – молярные
массы эквивалентов Са
2+
и Мg
2+
.
Известны различные единицы жесткости воды, выше приведена
таблица соотношения единиц жесткости различных стран.
152
Существуют различные способы определения жесткости. Рас-
смотрим два из них:
1) определение временной жесткости титрованием стандартным
раствором хлороводородной кислоты;
2) комплексонометрический метод определения общей жестко-
сти.
I. Определение временной жесткости
методом нейтрализации
При титровании образца воды хлористоводородной кислотой в
присутствии метилового оранжевого происходит разложение бикарбо-
натов, определяющих временную жесткость (см. таблицу жесткостей).
Ca(HCO
3
)
2
+ H
+
→ Ca
2+
+ 2H
2
O + 2CO
2
Методика определения. В коническую титровальную колбу отбирают
пипеткой 100 мл исследуемой воды, добавляют 2-3 капли метилового
оранжевого и титруют 0.1н. раствором НСl до появления оранжевой
окраски, отмечают объем израсходованного титранта по бюретке в мо-
мент эквивалентности (V
HCl
).
Расчет результатов анализа
1 мл 0.1 н. стандартного раствора HCl соответствует 0.1/1000
миллимоль или 0.1 миллимоль Са
2+
, а V
HCl
мл НСl соответствует
0.1⋅V
HCl
/1000 или 0.1 мг-экв или 0.1⋅V
HCl
миллимоль Са
2+
; 0.1⋅V
HCl
мил-
лимоль находится в объеме V(H
2
O). Чтобы выразить жесткость в мил-
лимоль на 1л воды, нужно найденную величину разделить на V(H
2
O) и
умножить на 1000, т.е. жесткость исследуемой волы (Ж) равна:
Ж = С
эк
HCl
⋅V
HCl
⋅1000/V(H
2
O) миллимоль/л.
II. Определение жесткости воды
комплексонометрическим методом
Определение проводят путем титрования раствором комплексо-
на III в присутствии индикатора эриохром черного или хром темно-
синего. Обычно определяют суммарное количество кальция и магния.
При необходимости раздельного определения кальция и магния снача-
ла определяют суммарное их количество. Затем в отдельной пробе
осаждают кальций в виде оксалата кальция и оттитровывают ионы
магния. Кальциевую жесткость определяют по разности. В присутст-
вии некоторых примесей ход анализа изменяется. Ионы меди и цинка
вода при кипячении образует накипь вследствие оседания некоторых Существуют различные способы определения жесткости. Рас-
солей кальция, магния и железа (II), что приводит не только к перерас- смотрим два из них:
ходу электрической энергии в быту и технике, но и к преждевремен- 1) определение временной жесткости титрованием стандартным
ным потерям материалов. раствором хлороводородной кислоты;
Различают жесткость временную (устранимую) и постоянную. 2) комплексонометрический метод определения общей жестко-
Временная жесткость воды обусловлена присутствием в воде бикарбо- сти.
натов: Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 и Fe(HCO3)2. Ее можно устранить кипя- I. Определение временной жесткости
чением воды. методом нейтрализации
При кипячении воды бикарбонаты разлагаются с образованием
нерастворимых в воде карбонатов, оксикарбонатов и гидроксидов: При титровании образца воды хлористоводородной кислотой в
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2 присутствии метилового оранжевого происходит разложение бикарбо-
Mg(HCO3)2 → MgCO3 + H2O + CO2 натов, определяющих временную жесткость (см. таблицу жесткостей).
2Mg(HCO3)2 → Mg2(OH)2CO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2 + H+ → Ca2+ + 2H2O + 2CO2
Fe(HCO3)2 → Fe(OH)2 + 2CO2 Методика определения. В коническую титровальную колбу отбирают
Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием в ней преиму- пипеткой 100 мл исследуемой воды, добавляют 2-3 капли метилового
щественно сульфатов и хлоридов кальция и магния и не устраняется оранжевого и титруют 0.1н. раствором НСl до появления оранжевой
кипячением. Сумма временной (устранимой) и постоянной жесткости окраски, отмечают объем израсходованного титранта по бюретке в мо-
составляет общую жесткость воды. мент эквивалентности (VHCl).
Единица Фран- Анг- Не- Аме- Мил- Гра- Расчет результатов анализа
жесткости цуз- лийс- мец- рикан- лимоль дус
воды ская кая кая ская жест- 1 мл 0.1 н. стандартного раствора HCl соответствует 0.1/1000
кости миллимоль или 0.1 миллимоль Са2+, а VHCl мл НСl соответствует
Французская 1.00 0.70 0.56 0.58 0.200 0.0714 0.1⋅VHCl/1000 или 0.1 мг-экв или 0.1⋅VHCl миллимоль Са2+; 0.1⋅VHCl мил-
Английск. 1.43 1.00 0.80 0.83 0.286 0.1020 лимоль находится в объеме V(H2O). Чтобы выразить жесткость в мил-
Немецкая 1.79 1.25 1.00 1.04 0.358 0.1275 лимоль на 1л воды, нужно найденную величину разделить на V(H2O) и
умножить на 1000, т.е. жесткость исследуемой волы (Ж) равна:
Американ. 1.72 1.20 0.96 1.00 0.340 0.1232
Ж = Сэк HCl⋅VHCl⋅1000/V(H2O) миллимоль/л.
Миллимоль 5.00 3.50 2.80 2.90 1.000 0.3571
Градус же- 14.00 9.80 7.84 8.12 2.800 1.0000
II. Определение жесткости воды
сткости
комплексонометрическим методом
Жесткость воды выражают молярной концентрацией эквивален- Определение проводят путем титрования раствором комплексо-
тов кальция и магния (fэкв = ½), выражают в миллимоль/л или по- на III в присутствии индикатора эриохром черного или хром темно-
старому в миллиграмм-эквивалентах Са2+ -ионов на 1л воды. 1 милли- синего. Обычно определяют суммарное количество кальция и магния.
моль или 1 мг-экв жесткости соответствует содержанию 40.08/2 = 20.04 При необходимости раздельного определения кальция и магния снача-
мг Са2+ или 24.31/2 = 12.16 мг Мg2+ в 1л воды, где 40.08 и 24.31 - соот- ла определяют суммарное их количество. Затем в отдельной пробе
ветственно атомные массы кальция и магния: 20.04 и 12.16 – молярные осаждают кальций в виде оксалата кальция и оттитровывают ионы
массы эквивалентов Са2+ и Мg2+. магния. Кальциевую жесткость определяют по разности. В присутст-
Известны различные единицы жесткости воды, выше приведена вии некоторых примесей ход анализа изменяется. Ионы меди и цинка
таблица соотношения единиц жесткости различных стран.
151 152
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- …
- следующая ›
- последняя »
