4.1 Определение реакции воды

Анализ проводят в двух фарфоровых чашках. В одну наливают дистиллированную, а в другую - анализируемую воду. В обе чашки погружают полоски лакмусовой бумажки и выдерживают там 15-20 мин, затем вынимают и сравнивают их между собой. Посинение лакмусовой бумажки указывает на щелочность воды, а покраснение - на кислотность. Нормальная реакция естественных вод должна быть слабощелочной на лакмус.

В пробирку с испытуемой водой добавляют 3 - 5 капель индикатора и наблюдают за окраской.

Вода, желтая с метиловым оранжевым и розовая с фенолфталеином, содержит ионы ОН^- и СО₃^2- и не содержит ионы Н⁺.

Вода бесцветная с фенолфталеином и оранжевая с метиловым оранжевым, содержит ионы Н⁺ и не содержит ионов ОН^- и СО₃^2-.

Значение рН воды определяют с помощью рН-метра.

4.2 Определение сухого остатка

Сухой остаток в воде определяют взвешиванием массы остатка по­сле выпаривания испытуемой воды на водяной бане. Определение со­держания сухого остатка проводится с добавлением и без добавления безводного карбоната натрия.

Определение сухого остатка методом высушивания без добавления безводного карбоната натрия: 250 см³ профильтрованной воды выпаривают в фарфоровой чашке, предварительно высушенной по постоянной массы. Выпаривание ведут на водяной бане с дистиллированной водой. Затем чашку с сухим остат­ком помещают в термостат при температуре 110 °С и сушат до постоян­ной массы. После охлаждения в эксикаторе чашку с содержимым взве­шивают. Массу осадка умножают на 4 и находят содержание сухого остатка в испытуемой воде (мг/дм³).

Пример. Масса пустой чашки - 35,8630 г, масса чашки с осадком -35,9740 г. Масса осадка: 35,9740 - 35,8630 = 0,111 г. Содержание сухого остатка 0,111-4 = 0,444 г/дм³, или 444 мг/дм³.

Данный метод определения сухого остатка дает несколько завышен­ные результаты вследствие гигроскопичности хлоридов магния и кальция и трудной отдачи кристаллизационной воды сульфатами этих металлов. Эти недостатки устраняются прибавлением к выпариваемой воде химиче­ски чистого карбоната натрия. При этом хлориды, сульфаты кальция и магния переходят в безводные карбонаты, а из натриевых солей лишь сульфат натрия имеет кристаллизационную воду, но она полностью уда­ляется высушиванием сухого остатка при температуре 150-180 °С.

4.3 Определение щелочности

Щелочность воды обусловливается содержанием в ней гидроксидов калия, натрия, солей щелочных, щелочноземельных металлов, а также аммиака.

Щелочность воды характеризуется количеством раствора соляной кислоты, необходимым для доведения 100 см³ воды до нейтральной реакции. Щелочность выражают в мг-экв/дм³ или в см³ раствора соля­ной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³ на 100 см³ воды.

Щелочность воды определяют путем ее титрования с двумя инди­каторами: сначала с фенолфталеином, а затем с метиловым оранжевым (или со смешанным индикатором). В первом случае определяют гидратную щелочность, во втором - общую.

Проведение анализа

В коническую колбу вместимостью 250 см³ вносят 100 см³ анали­зируемой воды, приливают три капли раствора фенолфталеина и осто­рожно (по каплям) титруют при помешивании раствором соляной ки­слоты концентрации 0,1 моль/дм³ до обесцвечивания.

Объем кислоты, израсходованный на титрование воды с фенолфта­леином, характеризует гидратную щелочность, которая определяется по формуле (2.1):

Т_Г = V₁ · К (2.1),

где: Т_Г - гидратная щелочность по фенолфталеину;

V₁ - объем раствора соляной кислоты концентрации 0,1 моль/ дм³, израсходованный на титрование воды, см³;

К - поправочный коэффициент к концентрации раствора соляной кислоты.

Отмечают объем соляной кислоты, израсходованной на титрование. К обесцвеченной реакционной жидкости добавляют 3-4 капли метилового оранжевого и продолжают титрование до перехода окраски раствора из желтой в оранжевую.

Реакция идет по уравнению: Na₂C0₃ + 2НС1 = 2NaCl + Н₂0 + С0₂.

Обработка результатов

Общий объем раствора соляной кислоты, концентрации 0,1 моль/дм³, израсходованный на титрование с обоими индикаторами, характеризует общую щелочность воды (Т_обш), которая определяется по формуле:

Т_обш = (V₁+ V₂)·K (2.2)

где V₂ - объем раствора соляной кислоты, концентрации 0,1 моль/дм³, израсхо­дованный на титрование воды с метилоранжем, см³.

Пример. На анализ взято 100 см³ воды. Объем раствора соляной кислоты (V₁), израсходованный на титрование воды с фенолфталеином, составил 2,5 см³. На титрование того же объема воды с метиловым оранжевым израсходовано 1,0 см³ раствора соляной кислоты (V₂). По­правочный коэффициент к раствору кислоты равен 1,0.

Общая щелочность (см³ раствора соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм³) Т_обш = (2,5 + 1,0)1,0 = 3,5 см³/100 см³.