1.2.4 Водородного показателя (рН).

Определение величины pH служит важным показателем кислотности или щелочности природной воды и является результирующей величиной кислотно-основного взаимодействия ряда ее минеральных и органических компонентов. Определение рН производится при помощи универсального индикатора, состоящего из смеси бромтимолового синего и метилового красного (либо портативного рН-метра, или универсальной индикаторной бумаги)

1.2.5 Определение минерализации воды.

Общая минерализация – показатель, который характеризует содержание в воде нелетучих растворенных веществ (главным образом минеральных) и органических веществ, температура кипения которых превышает 105–110°С.

В зависимости от общей минерализации (мг/л) воды делятся на следующие категории:

• Ультрапресные < 200

• Пресные 200 - 500

• Воды с относительно повышенной минерализацией 500 - 1000

• Солоноватые 1000 - 3000

• Соленые 3000 - 10 000

• Воды повышенной солености 10 000- 35 000

• Рассолы > 35 000

Ход определения.

250-500 см³ профильтрованной воды выпаривают в предварительно высушенной до постоянной массы фарфоровой чашке. Выпаривание ведут на водяной бане, заполненной дистиллированной водой. Затем чашку с сухим остатком помещают в термостат при 110°С и сушат до постоянной массы при 150-180°С.

Сухой остаток (Х), мг/дм³, вычисляют по формуле:

где m-масса чашки с сухим остатком, мг;

m₁-масса пустой чашки, мг;

V-объем воды, взятый для определения, см³.

1.2.6 Определение жесткости воды

Различают следующие виды жесткости:

• карбонатную жесткость (временная) – характеризуется содержанием в воде растворенных бикарбонатов кальция, магния и железа, которые при кипячении переходят в средние или основные соли и выпадают в осадок:

Ca(HCO₃)₂  CaCO₃ + H₂O + CO₂

• некарбонатную жесткость (постоянная) – характеризуется содержанием в воде сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов кальция, магния и железа. Этот вид жесткости также называют постоянной или неустранимой;

• общую жесткость, складывающуюся из карбонатной и некарбонатной жесткости. Она равна сумме концентраций ионов Са²⁺, Mg²⁺, Fе²⁺.

Количественно жесткость воды выражают единицами жесткости. За единицу жесткости принимают жесткость воды, в одном литре которой содержится один миллимоль (ммоль) эквивалент ионов Са²⁺ или Mg²⁺. Одна единица жесткости соответствует массовой концентрации ионов Са²⁺, равной 20, 4 мг/л или ионов Mg²⁺, равной 12, 15 мг/л.

По величине жесткости различают воду:

• Очень мягкая………………………0 – 0,75 ммоль экв/л;

• Мягкая ……………………………..0,75 - 1,5 ммоль экв/л;

• Умеренно жесткая………………….1,5 – 3 ммоль экв/л;

• Жесткая ……………………………..3 – 5 ммоль экв/л;

• Очень жесткая ………………………5 ммоль экв/л;

Используемые реактивы.

1. Кислота соляная HCl, концентрации 0,1 моль/л

2. Трилон Б концентрации 0.05 моль/дм³,

3. Аммиачный буферный раствор рН = 10;

4. Гидроксид натрия NaOH или гидроксид калия KOH 2 моль/дм³

5. Индикаторы: Эриохромовый черный Т (смесь с хлоридом натрия 1:100), мурексид, метиловый оранжевый.

Ход определения.

Определение общей жесткости.

Для выполнения анализа в коническую колбу вместимостью 100 см³ отбирают пипеткой 10.00 см³ исследуемой воды, добавляют 2-3 см³ аммиачного буферного раствора, перемешивают и прибавляют на кончике шпателя 20-30 мг индикатора эриохромового черного Т. Перемешивают до полного растворения индикаторной смеси и титруют раствором ЭДТА (0,05 М) до перехода окраски индикатора от вино-красного до серовато-синего. Записывают объем ЭДТА, затраченный на титрование суммы кальция и магния V_oбщ. Титрование повторяют трижды, определяя средний объем ЭДТА.

Общую жесткость воды (ммоль/дм³) рассчитывают по формуле:

,

где С_ЭДТА – концентрация ЭДТА моль/дм³;

V_общ - объем ЭДТА, затраченный на суммы кальция и магния, см³,

V_ал – объем аликвоты воды, взятый для титрования, см³

1000 – коэффициент пересчета моль в ммоль.

Определение кальциевой жесткости.

Отбирают пипеткой 10.00 см³ исследуемой воды в коническую колбу вместимостью 100 см³, прибавляют 2-3 мл раствора NaOH (KOH) концентрации 2 моль/дм³, перемешивают и на кончике шпателя прибавляют индикаторную смесь мурексида с хлоридом натрия. Титруют ЭДТА до перехода окраски из розовой в фиолетовую от добавления одной капли ЭДТА. Записывают объем ЭДТА, затраченный на титрование кальция V_Са. Титрование повторяют трижды, определяя средний объем ЭДТА.

Содержание ионов кальция (ммоль/дм³) рассчитывают по формуле:

где С_ЭДТА – концентрация ЭДТА моль/дм³;

V_Ca - объем ЭДТА, затраченный на титрование кальция см³,

V_ал – объем аликвоты воды, взятый для титрования, см³

1000 – коэффициент пересчета моль в ммоль.

Определение магниевой жесткости.

Объем ЭДТА, израсходованный на титрование Мg²⁺ V_Mg вычисляют как разность объема ЭДТА, пошедшего на титрование суммы кальция и магния V_oбщ. и объема, затраченного на титрование кальция V_Ca:

VMg = Voбщ. – VCa.

Содержание ионов магния (ммоль/дм³) рассчитывают по формуле (4) либо (5):

Mg = Жобщ. – Са

где С_ЭДТА – концентрация ЭДТА моль/дм³;

V_Mg - объем ЭДТА, затраченный на титрование магния, см³,

V_ал – объем аликвоты воды, взятый для титрования, см³

1000 – коэффициент пересчета моль в ммоль.

Определение карбонатной жесткости.

Определение карбонатной жесткости основано на взаимодействии растворенного в воде гидрокарбонат-иона с соляной кислотой:

Mg(HCO₃)₂ + 2HCl  MgCl₂ + 2H₂O + 2CO₂

HCO₃^- + H⁺  H₂O + CO₂

Пипеткой отобрать 20 см³ анализируемой воды в коническую колбу. Оттитровать раствором соляной кислоты 0,1 моль/дм³ с индикатором метиловым оранжевым до перехода окраски в розовую (при титровании используется свидетель: 20 см³ дистиллированной воды, в которую добавляется 2 капли соляной кислоты (0,1 моль дм³) из бюретки и столько же капель индикатора, сколько добавляется в анализируемую пробу). Титрование повторяют трижды, определяя средний объем соляной кислоты, пошедшей на титрование. Карбонатная жесткость (ммоль/дм³ в пересчете на катионы Ca²⁺ и Mg²⁺) рассчитывается по формуле:

где С_HCl – концентрация соляной кислоты, моль/дм³;

V_НСl - объем соляной кислоты, затраченный на титрование см³,

V_ал – объем аликвоты воды, взятый для титрования, см³

1000 – коэффициент пересчета моль в ммоль.

0.5 – коэффициент перехода от количества моль катионов HCO₃^- на количество моль катионов кальция или магния.

Определение некарбонатной жесткости.

Некарбонатная жесткость Ж_н определяется по разности между общей и карбонатной жесткостью:

Ж_н = Ж_общ – Ж_к.