3. Общая жесткость воды

Жесткостью воды называется суммарная концентрация в ней ионов кальция и магния, выраженная в мг-экв/л. Различают жесткость общую, карбонатную и некарбонатную. Карбонатной жесткостью называют часть общей жесткости, обусловленную содержанием в воде бикарбонатов кальция и магния. Некарбонатная жесткость обусловлена содержанием в воде, главным образом, сульфатов и хлоридов кальция и магния. Общая жесткость подразделяется на кальциевую и магниевую. Общая жесткость воды определяют комплексонометрическим методом. Метод основан на способности реактива (трилона Б) образовывать с ионами кальция и магния устойчивые комплексные соединения. Индикатор хромоген черный образует с ионами кальция и магния малодиссоциированный комплекс розово-малинового цвета, а в их отсутствие окрашен в голубой цвет с зеленоватым оттенком.

Соединения кальция и магния с индикаторами более диссоциированы, чем комплексы их с трилонами Б, поэтому при добавлении трилона Б магний и кальций из комплексов с хромогеном переходят в соединении с трилоном. Окраска раствора становится голубой. Индикатор меняет свою окраску и от рН среды, поэтому в титруемый раствор добавляют буферную смесь из NH₄Cl + NH₄OH, поддерживающую постоянное значение рН ~ 10.

Ход определения. В колбу на 250 мл наливают 100 мл воды, добавляют 5 мл аммиачного буферного раствора с рН 10 и 5–10 кристаллов сухого индикатора хромогена черного. Содержимое колбы тщательно перемешивают до появления розово-малинового цвета. Титрование проводят медленно 0,1 н раствором трилона Б при интенсивном перемешивании до появления сине-голубого окрашивания.

Общая жесткость воды рассчитывается по формуле:

мг-экв/л, (1.2)

где V – количество раствора трилона Б, израсходованного на титрование, мл;

N – нормальность раствора трилона Б.

а) определение кальциевой жесткости

В коническую колбу емкостью 250 мл вносят 100 мл исследуемой воды. Затем прибавляют 2 мл 2н раствора NaOH, на кончике ложечки вносят в колбу немного сухого индикатора мурексида и медленно титруют 0,1н раствором трилона Б при энергичном перемешивании до перехода окраски от красной до лиловой.

Расчет содержания иона Ca²⁺ в воде производится по формуле:

(1.3)

где V – количество раствора трилона Б в мл, израсходованное на титрование;

k – поправочный коэффициент к титру раствора трилона Б; N – нормальность раствора трилона Б; W – объем исследуемой воды в мл, взятой для анализа.

б) определение магниевой жесткости

Магний [Mg²⁺] определяется методом расчета с использование результатов титрования при определении общей жесткости и кальциевой комплексонометрическим методом с трилоном Б.

Содержание ионов магния Mg²⁺ в мг-л вычисляются по формуле:

, мг/л, (1.4)

где А – общая жесткость воды, мг-экв/л; В – кальциевая жесткость воды, мг-экв/л; е – эквивалент магния, мг/л.

4. Окисляемость воды

Окисляемость воды обуславливается в основном присутствием в ней органических веществ, а также некоторых неорганических примесей (сероводорода, сульфита, закисного железа и др.), поглощающих кислород. Величина окисляемости выражается в мг/л кислорода, который расходуется на окисление веществ, содержащихся в одном литре воды.

В практике окисляемость определяется перманганатным и бихроматным методом.

Сущность перманганатного метода:

Окисление органических веществ перманганатом калия в кислой среде протекает по уравнению:

.

После кипячения раствора в течение 10 мин, к нему прибавляется щавелевая кислота, восстанавливающая избыток перманганата калия. Избыток прибавленной щавелевой кислоты затем оттитровывают раствором перманганата калия.

Ход определения. В коническую термостойкую плоскодонную колбу емкостью 200–250 мл наливают 20 мл исследуемой воды, добавляют 80 мл дистиллированной воды, 5 мл разбавленной серной кислоты (1:3) и из бюретки 10 мл 0,01н раствора перманганата. В колбу вставляют небольшую воронку и кипятят жидкость в течение 10 мин (от начала кипения). К горячей окрашенной жидкости добавляют из бюретки 10 мл 0,01н раствора щавелевой кислоты, перемешивают и обесцвеченный раствор (горячий) титруют 0,01н раствором перманганата до появления бледно-розового окрашивания.

Окисляемость воды определяют по формуле:

мг/л О₂ , (1.5)

где V₁ – количество раствора KMnO₄, израсходованного на титрование, мл;

Vg – объем KMnO₄, необходимый для окисления дистиллированной воды (задается руководителем); N – нормальность раствора KMnO₄; W – объем воды, взятой для анализа, мл.