2. Пробное хлорирование воды

Условиями эффективного хлорирования воды хлорной известью являются: 1). расчет дозы хлорной извести по содержанию активного хлора; 2). определение хлорпоглощаемости обеззараживаемой воды.

Содержание активного хлора ClO^- в хлорной извести в норме составляет от 28 до 38%, но при хранении снижается (около 10% активного хлора в год теряется). Неустойчивое содержание активного хлора за счет распада гипохлорита кальция делает необходимым определение его концентрации в хлорной извести перед каждым хлорированием.

В основе определения концентрации активного хлора в хлорной извести, предназначенной для хлорирования воды, лежит способность хлора вытеснять йод из йодистого калия по реакции:

Ca(OCl)₂ +4KI + 4HCl = CaCl₂ + 4KCl + 2H₂O + 2I₂.

Выделение йода в раствор в достаточных количествах окрашивает его в коричневый цвет, в небольших количествах, что имеет место при незначительной концентрации активного хлора в хлорной извести, - в слабо-желтый цвет. Добавление крахмала к раствору, содержащему свободный йод, окрашивает его в синий цвет, что может служить качественным признаком наличия активного хлора в хлорной извести. Необходимость определения концентрации активного хлора требует применения способа количественного определения выделившегося свободного йода, как, например, титрование полученного раствора гипосульфитом натрия Na₂S₂O₃ в присутствии крахмала до полного обесцвечения раствора: I₂ + 2Na₂S₂O₃ = Na₂S₄O₆ + 2NaI.

Целью пробного хлорирования воды является экспериментальное определение хлорпоглощаемости и расчет хлорпотребности воды.

Хлорпотребность воды – это доза активного хлора (мг/л), необходимая для эффективного обеззараживания воды и определяемая хлорпоглощаемостью воды и необходимостью создания остаточного количества активного хлора в воде 0,3-0,5 мг/л для сохранения бактерицидного эффекта хлорирования. Превышение уровня 0,5 мг/л придаст воде хлорный привкус и запах, что ухудшит ее органолептические свойства.

Хлорпоглощаемость – это доза активного хлора (мг/л), которая расходуется при взаимодействии с водой в течение 30 мин. на 1) окисление органических и легкоокисляемых нерганических веществ (95%) и 2) обеззараживание. Следовательно, хлорпоглощаемость воды зависит от степени ее загрязнения. Хлорпоглощаемость воды может быть выявлена только экспериментальным подбором дозы хлорсодержащего агента по количеству остаточного хлора после пробного хлорирования. В основе экспериментального определения хлорпоглощаемости воды лежат те же химические реакции, что и при определении концентрации активного хлора в хлорной извести.

Лабораторное задание

1. Определение хлорпотребности воды

I. Определение концентрации активного хлора в хлорной извести

1. Налить 5 мл заранее приготовленного просветленного 1% раствора исследуемой хлорной извести (V), добавить 1 мл водного раствора соляной кислоты HCl (1:3), 5 мл 5%-ного раствора йодистого калия KI и 100 мл дистиллированной воды в плоскодонную колбу объемом 250 мл. Раствор немедленно окрасится в желто-коричневый цвет.

3. Титровать смесь 0,01 N раствором гипосульфита до слабо-желтого окрашивания.

4. Добавить 1мл 1% раствора крахмала в колбу. Раствор немедленно окрасится в синий цвет.

5. Титровать смесь 0,01 N раствором гипосульфита далее до полного обесцвечивания. Отметить суммарный объем 0,01 N раствора гипосульфита, пошедшего на титрование (a).

7. Рассчитать концентрацию активного хлора в исследуемой хлорной извести, учитывая, что 1 мл 0,01 N раствора гипосульфита соответствует 0,355 мг активного хлора: [ClO^-] (%) = (0,355  а  100)/ (V  0,01), где а – объем 0,01 N раствора гипосульфита, пошедшего на титрование, V – объем заранее приготовленного просветленного 1% раствора исследуемой хлорной извести. При этом в 1 мл 1% раствора хлорной извести содержится [(0,355 мг  а мл)/ V мл] мг активного хлора.

Пример. Если на титрование 5 мл 1% раствора хлорной извести пошло 34,2 мл раствора гипосульфита, то в 5 мл указанного раствора хлорной извести содержится 0,355 мг х 34,2 мл = 12,4 мг активного хлора, а в 1 мл указанного раствора хлорной извести 12,4 мг/ 5 мл = 2,428 мг/мл = 0,0024 г/мл. В 1 мл 1% раствора хлорной извести содержится 0,01 г сухого вещества. Доля (%) активного хлора в сухой хлорной извести рассчитывается следующим образом: если 0,01 г сухой хлорной извести содержит 0,0024 г активного хлора, то 100 г сухой хлорной извести содержит (100 х 0,0024)/0,01 = 24,3% активного хлора. Таким образом, исследуемая хлорная известь содержит активный хлор в концентрации 24,3%.