- •Міністерство освіти і науки україни
- •1. Теоретичний вступ
- •1.1. Загальна характеристика домішок у природних водах
- •1.2. Вимоги Державних санітарних норм та правил
- •Основні фізико-хімічні показники безпечності та якості питної води
- •2. Методики виконання роботи
- •2.1. Відбір і зберігання проб води
- •2.2. Визначення аніонного складу домішок природних вод
- •2.2.1. Визначення вмісту іонів Cl
- •2.2.2. Визначення вмісту іонів hco3
- •2.2.3. Визначення вмісту іонів so42
- •2.3. Визначення катіонного складу домішок природних вод
- •2.4. Розрахунки загальної мінералізації, сухого залишку та гіпотетичного сольового складу природних вод
- •2.4.1. Розрахунок загальної мінералізації та сухого залишку природних вод
- •2.4.2. Приклад розрахунку загальної мінералізації та сухого залишку природних вод
- •Катіонно-аніонний склад мінеральних домішок води р. Дніпро
- •2.4.3. Розрахунок гіпотетичного сольового складу природних вод
- •Гіпотетичний сольовий склад води р. Дніпро
- •3. Вимоги техніки безпеки під час виконання лабораторної роботи
- •4. Рекомендації до оформлення звіту
- •5. Контрольні питання
- •Список рекомендованої літератури
- •Визначення мінерального складу природних вод Методичні вказівки та інструкція
- •6.051301 “Хімічна технологія”, 6.060103 “Гідротехніка (водні ресурси)” Укладачі Савчук Людмила Василівна
Міністерство освіти і науки україни
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ВИЗНАЧЕННЯ МІНЕРАЛЬНОГО СКЛАДУ ПРИРОДНИХ ВОД
Методичні вказівки та інструкція
до лабораторної роботи з курсів “Теоретичні основи хімії і технології води”, “Хімія води і мікробіологія” для студентів базових напрямів
6.051301 “Хімічна технологія”, 6.060103 “Гідротехніка (водні ресурси)”
Затверджено
на засіданні кафедри хімії і
технології неорганічних речовин
Протокол №16 від 27.04.2012 р.
Львів – 2012
Визначення мінерального складу природних вод: Методичні вказівки та інструкція до лабораторної роботи з курсів “Теоретичні основи хімії і технології води”, “Хімія води і мікробіологія” для студентів базових напрямів 6.051301 “Хімічна технологія”, 6.060103 “Гідротехніка (водні ресурси)” /Укл.: Л.В.Савчук, З.О.Знак, Р.Р.Оленич – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2012. – 20 с.
Укладачі Савчук Л.В., канд. техн. наук, доц.,
Знак З.О., д-р техн. наук, проф.,
Оленич Р.Р., канд. хім. наук, доц.
Відповідальний за випуск Яворський В.Т., д-р техн. наук, проф.
Рецензент Ятчишин Й.Й., д-р хім. наук, проф.
Мета роботи: засвоєння методів хімічного аналізу для визначення вмісту основних катіонів і аніонів, які містяться у природних водах, методик складання катіонно-аніонного балансу, розрахунку загальної мінералізації, сухого залишку та гіпотетичного сольового складу води, а також формулювання висновків щодо відповідності якості досліджуваної води вимогам ДСанПіН 2.2.4-171-10.
1. Теоретичний вступ
1.1. Загальна характеристика домішок у природних водах
Природні води багатокомпонентні гетерогенні системи. Вони завжди містять домішки (гази, мінеральні і органічні речовини, мікроорганізми), які можуть знаходитись у розчиненому, колоїдному та дисперсному станах. Ці речовини потрапляють у воду із ґрунту й атмосфери внаслідок життєдіяльності і відмирання рослинних і тваринних організмів, які населяють воду, а також з атмосферними, побутовими і виробничими стічними водами.
Домішки природних вод за їх фазово-дисперсним станом згідно з класифікацією Л.Кульського поділяють на чотири групи. Домішки першої і другої груп утворюють гетерогенні системи, домішки третьої і четвертої груп гомогенні.
До першої групи домішок належать важкорозчинні у воді речовини з розмірами частинок 1.107 1.105 м (пісок, глина, мул, карбонатні породи, гідроксиди металів, органічні речовини, мікроорганізми, планктон), які утворюють з водою кінетично нестійкі суспензії й емульсії та зумовлюють каламутність води. Їх досить ефективно виводять із води під дією гравітаційних сил (осаджуванням) або фільтруванням.
До другої групи домішок належать важко- і малорозчинні речовини з розмірами частинок 1.108 1.107 м, які утворюють з водою відносно стійкі колоїдні розчини та зумовлюють каламутність і забарвленість води. Зокрема, у воді можуть міститися у колоїдному стані мінеральні речовини (Алюмінію і Феруму гідроксиди, силікатні кислоти тощо), високо-молекулярні органічні сполуки (білки, карбоногідрогени та продукти їх розкладу, гумінові кислоти), віруси та інші організми, що наближаються за розмірами до колоїдних частинок. Домішки колоїдного ступеня дисперсності виводять із води коагуляцією з наступним відділенням осаду відстоюванням і фільтруванням або центрифугуванням, а також ультрафільтрацією через мембранний фільтр.
До третьої групи домішок належать: розчинені у воді гази (O2, N2, CO2, H2S, SO2, NH3 та інші); органічні речовини біологічного та антропогенного походження (наприклад, продукти життєдіяльності бактерій, водоростей, плісеневих грибів, а також феноли, альдегіди, спирти та інші органічні речовини, які потрапляють у природні води зі стоками). Ці домішки можуть надавати водам специфічного запаху, присмаку, рідше забарвленості. Розмір їх частинок 1.109 1.108 м. Вони утворюють з водою молекулярні розчини (переважно розчини неелектролітів).
До четвертої групи домішок належать речовини, які утворюють з водою розчини електролітів (іонні розчини). Основна частина цих домішок мінеральні солі, а саме, гідрогенкарбонати, хлориди, сульфати Кальцію, Магнію, Натрію, Калію, Феруму тощо. Ці солі належать до сильних електролітів і у воді повністю дисоціюють на іони. Розмір їх частинок < 1.108 м, тобто іони перебувають у воді в гідратованому вигляді.
Хімічний аналіз води включає визначення вмісту у воді катіонів: Кальцію Са2+, Магнію Mg2+, Натрію Na+, Калію K+, Феруму Fe2+ і Fe3+ тощо і аніонів: гідрогенкарбонату НCОз, хлориду Cl, сульфату SO42 тощо.
Під час проведення титрометричного аналізу найчастіше використовують розчини, концентрацію яких виражають через нормальність. Під нормальністю розчину сN розуміють число еквівалентів розчиненої речовини, що міститься у одному дециметрі кубічному розчину (екв/дм3)
(1)
де m – маса розчиненої речовини, г;
Е – еквівалентна маса розчиненої речовини, г/екв;
V – об’єм розчину, дм3.
Концентрації іонів у воді виражають через масу (мг/дм3) і число еквівалентів (екв/дм3) розчинених речовин у розчині. Для перерахунку концентрацій з однієї в іншу форму використовують формули:
(2)
, (3)
де еквівалентна маса відповідного іона, г/екв.
Загальний вміст солей (загальну мінералізацію) визначають на основі катіонно-аніонного складу води та виражають через масу (мг) розчинених мінеральних речовин в одному кубічному дециметрі (літрі) води (мг/дм3).
Уміст розчинених у воді речовин визначають також випаровуванням профільтрованої проби води, висушуванням одержаного залишку за температури 105°С до постійної маси та його зважуванням. Цей показник називають сухим залишком. Крім експериментального визначення його можна розрахувати на основі даних катіонно-аніонного складу води. Сухий залишок також виражають в міліграмах на 1 дм3 води.