Лабораторная работа 9 Определение общей жесткости воды

Теоретические основы. Общую жесткость воды можно экспериментально определить титрованием органическим реагентом - трилоном Б (динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты). В качестве индикатора используется эриохром черный Т, который образует с ионами кальция и магния комплексную соль красного цвета. При добавлении к раствору трилона Б происходит ее разрушение и образование бесцветной комплексной соли металлов с трилоном Б. Когда количество добавленного трилона Б эквивалентно количеству ионов кальция и магния в воде, весь индикатор выделяется в свободном виде и окраска раствора меняется с красной на синюю. Реакция протекает в слабо щелочной среде, которую создают добавлением аммиачного буферного раствора (смеси водного раствора аммиака и раствора хлорида аммония).

Цель работы. Методом комплексонометрического титрования с трилоном Б определить общую жесткость воды. Зная значение временной жесткости, определить постоянную жесткость.

Порядок работы.

1. В коническую колбу отмерьте пипеткой точный объем жесткой воды (по указанию преподавателя), добавьте цилиндром 10 мл аммиачного буферного раствора, а затем несколько кристаллов индикатора - эриохрома черного Т.

2. Титруйте из бюретки раствором трилона Б до перехода красной окраски раствора в синюю.

3. Титрование проведите 3 раза.

Форма лабораторного отчета.

1. Название лабораторной работы.

2. Краткое описание, цель работы.

3. Номер варианта жесткой воды ...... .

4. Экспериментальные данные:

№ опыта	1	2	3
Объем трилона Б V, мл

Объем жесткой воды V= .......

Концентрация раствора трилона Б С_{N (Тр.Б.)} = ......

5. Расчеты:

а) средний объем раствора трилона Б:

V = = ......

б) концентрация ионов кальция и магния в жесткой воде:

С_{N (солей)} = = .......

в) общая жесткость воды: Ж_общ = С_{N (солей)} 1000 = ....

6. Временная жесткость воды, определенная в работе 5,

Ж_врем = .......

7. Постоянная жесткость воды Ж_пост. = ........

Типовые задачи.

1. При определении общей жесткости воды на титрование 100 мл воды пошло 14,0 мл 0,0550 Н раствора трилона Б (ЭДТА). Найти постоянную жесткость, если временная жесткость равна 7,0 мэкв/л.

2. При определении общей жесткости воды на титрование 100 мл воды пошло 15,0 мл 0,0620 Н раствора трилона Б (ЭДТА). Найти постоянную жесткость, если временная жесткость равна 8,0 мэкв/л.

3. Рассчитайте постоянную жесткость воды, если на титрование 100,0 мл ее потребовалось 5,6 мл 0,1015 N раствора трилона Б, а временная жесткость образца составляет 2,730 моль эквивалентов в 1 м³воды.

Лабораторная работа 10 Электролитическая диссоциация

Теоретические основы. Вещества, которые в расплавах или растворах полярных растворителей диссоциируют на ионы, называются электролитами: Na₂CO₃ 2 Na⁺ + CO₃

Процесс диссоциации количественно характеризуют степенью диссоциации:  = ,

где n - количество вещества, С - концентрация.

Если степень диссоциации электролита  > 30%, то такой электролит называется сильным. К сильным электролитам относятся соли, сильные кислоты (HCl, H₂SO₄, HNO₃, HClO₄ и некоторые другие), щелочи (основания щелочных и щелочноземельных металлов NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂). Диссоциация сильных электролитов протекает необратимо и в одну стадию. Например:

Al₂(SO₄)₃ 2 Al³⁺ + 3 SO₄

Если степень диссоциации электролита  < 3%, то электролит называют слабым. К слабым электролитам относятся молекулы воды, гидроксида аммония NH₄OH, слабых кислот и оснований. Диссоциация слабых электролитов - процесс обратимый и ступенчатый, для него устанавливается состояние химического равновесия, которое характеризуется константой равновесия - константой диссоциации.

Например, диссоциация фосфорной кислоты - трехступенчатый процесс:

1 ступень: H₃PO₄ H⁺ + H₂PO₄; K₁ =

2 ступень: H₂PO₄H⁺ + HPO₄; K₂ =

3 ступень: HPO₄H⁺ + PO₄; K₃ =

H₃PO₄ 3H⁺ + PO₄; K =

[H⁺], [H₂PO₄], [HPO₄], [PO₄], [H₃PO₄] - равновесные концентрации ионов;

К₁, К₂, К₃ - ступенчатые константы диссоциации;

К - общая константа диссоциации.

Добавление в раствор слабых электролитов одноименных ионов вызывает смещение равновесия реакции диссоциации в сторону ее уменьшения (эффект одноименного иона).

Обменные реакции в растворах происходят между ионами сильных электролитов и молекулами слабых электролитов. Равновесие реакций обмена в растворах смещено в сторону образования осадков, газов, молекул слабых электролитов.

В ионном виде реакции обмена записывают следующим образом: сильные растворимые в воде электролиты пишут в виде ионов; слабые электролиты, осадки и газы записывают в виде молекул:

2NaNO₂ + H₂SO₄ Na₂SO₄ + 2HNO₂

растворимая сильная растворимая слабая

в воде соль кислота в воде соль кислота