Лабораторная работа № 2 Определение концентрации свободной угольной кислоты в воде

Цель работы: Ознакомиться с методикой определения содержания свободной угольной кислоты в водах.

Общие сведения

Свободная угольная кислота является одним из основных факторов, влияющих на процесс коррозии. Она препятствует образованию на поверхности металла пассивирующего защитного слоя, вследствие чего скорость коррозии с течением времени не уменьшается. Улекислотная коррозия носит характер равномерной (общей) коррозии, что способствует активному загрязнению теплоносителя оксидами металла. Угольная кислота понижает рН воды в процессе диссоциации:

СО₂+Н₂ОН⁺+НСО₃^- (2.5)

Степень диссоциации увеличивается с ростом температуры, а это, в свою очередь, приводит к повышению кислотности воды и резкому возрастанию ее коррозионной агрессивности.

Вода, содержащая СО₂, при комнатной температуре растворяет медь и латунь очень медленно, в присутствии же кислорода процесс коррозии активизируется.

При температуре воды 40-50^оС и выше обесцинкование латуни происходит и при отсутствии кислорода.

Определение свободной СО₂ основано на титровании ее раствором щелочи в присутствии индикатора фенолфталеина по реакции:

СО₂+NaОН=NaHCO₃ (2.6)

Титрование ведут до рН=8,4, что совпадает со слаборозовой окраской, появляющейся от одной капли раствора щелочи. Как видно из реакции (2.6), при данном pH свободная углекислота переходит в связанную форму NaНСО₃, которая на процессы коррозии влияния не оказывает.

Окраска не должна исчезать при выдерживании раствора в колбе с притертой пробкой в течение 1-2 минут.

Необходимые реагенты:

раствор щелочи 0,1_н концентрации;

спиртовой 1%-ный раствор фенолфталеина.

Выполнение работы

Рис. 3. Прибор для определения концентрации СО2: 1 - резиновая трубка для поступления воды; 2 - резиновая трубка для спуска воды; 3 - зажим; 4 - колба

Собирают прибор (рис. 2.3).

Присоединив прибор резиновой трубкой 1 к водопроводному крану, заполняют колбу 6 анализируемой водой, давая ей выливаться через трубку 2 до тех пор, пока через прибор не пройдет 6-7 объемов воды. После этого резиновую трубку 2 перекрывают зажимом 3, снимают трубку 2, заменяя ее хлоркальциевой трубкой, содержащей влагопоглощающее вещество.

Зажим 3 на трубке 1 ослабляют и дают воде из колбы вытекать до уровня воды в ней, соответствующей отметке 200 мл. Затем снимают хлоркальциевую трубку и отверстие закрывают резиновой пробкой.

После отбора пробы колбу переносят на лабораторный стол для титрования. Открыв резиновую пробку, в воду добавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют 0,1 н раствором щелочи из бюретки. Прибавление щелочи производят по каплям с перерывом для перемешивания при закрытой пробке, затем выжидают несколько секунд и снова добавляют щелочь и так до тех пор, пока не появится устойчивая слаборозовая окраска от одной капли раствора.

Количество свободной углекислоты в мг/кг, содержащейся в исследуемой воде, рассчитывают по формуле:

1. СО₂ = (2.7)

где: а-расход 0,1 н раствора NаОН на титрование, мл;

44- эквивалентная масса СО₂ в данной реакции;

N-нормальность раствора NаОН;

k -поправочный коэффициент к нормальности.

Результаты опытов заносим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

№ п.п	Анализируемая вода	Расход NаОН, мл	Величина СО2, мг/дм3
1.
2.
3.

Проанализировать полученные результаты.

Контрольные вопросы:

1. Причины влияния свободной угольной кислоты на процесс коррозии?

2. Характер проявления углекислотной коррозии на поверхности металла?

3. На чем основано определение свободной СО₂?

4. Почему при рН=8,4 происходит резкое снижение скорости углекислотной коррозии?

5. Основные требования к отбору пробы воды на газовый анализ?