2. Експериментальна частина

   1. Визначення загальної твердості заданої проби води

Кожний аналіз виконується 2÷3 рази (паралельні досліди). Результати фіксують у таблиці 3.1. Третє визначення не виконується, якщо різниця у значеннях в попередніх двох аналізах не перевищує 0,1 см³. У формулах використовується середнє значення паралельних дослідів.

Визначення загальної твердості води проводять комплексонометричним методом.

У конічну колбу місткістю 250 см³переносять 100 (50) см³досліджуваної проби води, відміряної піпеткою, приливають 5 (2,5) см³буферного розчину, додають кілька крапель індикатора хромового темно-синього. Розчин повільно титрують, старанно перемішуючи, розчином трилону Б концентрацією 0,05 М до переходу забарвлення розчину з фіолетово-малинового у синій колір.

Загальну твердість води обчислюють за формулою:

ммоль/дм³, (3.15)

де V₁– об’єм трилону Б, який пішов на титрування, см³;С₁- концентрація розчину трилону Б (0,05 М), моль/дм³;V– об’єм досліджуваної води, см³(V= 100 або 50 см³ ).

2. Визначення карбонатної твердості води

Для визначення карбонатної твердості досліджуваної води відбирають піпеткою 100 (50) см³води в конічну колбу місткістю 250 см³і додають 2÷3 краплі фенолфталеїну. Якщо вода набуває блідо-рожевого забарвлення, її титрують 0,1 М розчином хлоридної (соляної) кислоти до знебарвлення. Потім у цю саму колбу додають 2÷3 краплі метилового оранжевого та продовжують титрувати соляною кислотою тієї ж концентрації до переходу забарвлення на рожеве.

Карбонатну твердість Тв_к обчислюють за формулою:

ммоль/дм³, (3.16)

де V_заг– загальний об’єм розчину хлоридної (соляної) кислоти, витраченого на титрування, см³;V_ф/ф об’єм розчину хлоридної (соляної) кислоти, витраченого на титрування за індикатором фенолфталеїном, см³ ;C_HCl - концентрація соляної кислоти, 0,1 моль/дм³; V – об’єм проби води, см³.

Некарбонатну твердість знаходять як різницю між загальною та карбонатною твердістю:

, ммоль/дм³. (3.17)

3. Пом’якшення води іонообмінним способом

Через вертикальну циліндричну скляну колонку, заповнену іонообмінною смолою катіоніт у Na- або Н-формі (типу КУ-2-8), пропускають воду з невеликою швидкістю (1 крапля за секунду), регулюючи затискачем витрати води на виході з колонки. Номери проби води на штативах над іонообмінними колонками відповідають номерам проб води з відомою (визначеною за п. 3.2.1) загальною твердістю. Коли в колбі-приймачі накопичиться ~ 150 см³води, яка пройшла крізь шар іоніту, пропускання води припиняють. В пом’якшеній воді згідно п. 3.2.5 визначаютьзалишковузагальнуТв_загзал.

4. Пом’якшення води реагентним способом

У розрахунках кількості реагентів для пом’якшення води припускаємо, що вода не має магнієвої твердості. В такому випадку об’єм вапняного молока обчислюють, враховуючи карбонатну твердість води:

(3.18)

де  об’єм вапняного молока, см³; Тв_к  карбонатна твердість досліджуваної води, ммоль/см³; - об’єм води, що треба пом’якшити,см³;  концентрація Са(ОН)₂ у вапняному молоці, моль/дм³.

Кількість розчину соди для пом’якшення води обчислюють, враховуючи некарбонатну твердість:

(3.19)

де  об’єм розчину соди, см³; Тв_нк – некарбонатна твердість досліджуваної води, ммоль/дм³;  концентрація розчину соди, моль/ дм³ .

Пом’якшення води

До колби об’ємом до 500 см³ (колба має бути виготовлена з термостійкого скла) переносять мірним циліндром певний об’єм зразка води (250 см³), додають розраховані кількості вапняного молока та розчину соди. Важливо дотримуватись певної послідовності додавання вказаних реагентів: спочатку треба ретельно змішати вапно з водою та додавати соду через 2÷3 хвилини після цього. Кип’ятять пробу 10÷15 хвилин (від початку кипіння). Потім колбу знімають з триноги (обов’язково надіти на пальці гумові трубки) і спочатку залишають на 5 хвилин на лабораторному столі (для попередження значних температурних перепадів, на які термостійкій посуд не розрахований), а вже потім ставлять під воду у мийці для бистрого охолодження до кімнатної температури (холодна вода не повинна потрапляти у колбу). Охолоджену воду (колба з водою не повинна бути теплою на дотик) фільтрують крізь паперовий фільтр на лійці у допоміжну ємність. З цієї ємності відбирають піпеткою необхідний об’єм фільтрату й визначають залишкову твердість води після пом’якшення згідно пп. 3.2.1.