Лабораторная работа №2 Определение физико-химических свойств воды

Цель работы ___________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

1)Определение ионов водорода и гидроксильных ионов (рН)

Небольшая часть молекул воды диссоциирована на водородные и гидроксильные ионы. В химически чистой воде молярные концентрации этих ионов равны и составляют при 25^оС 10⁻⁷ моль/л. Таким образом, величина произведения обеих концентраций равна 10⁻¹⁴. Это произведение сохраняет постоянную величину и в присутствии веществ, при диссоциации которых образуются водородные и гидроксильные ионы. Поэтому вполне достаточно определить концентрацию одного из них. Практически определяют концентрацию водородных ионов.

Поскольку концентрация водородных ионов может иметь самую различную величину и различаться на несколько порядков, принято выражать ее величиной рН, представляющей собой десятичный логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком:

[Н+] = 10^−рН рН = -lg [Н⁺]

Определение концентрации водородных ионов осуществляется в интервале от 1 до 10⁻¹⁴ моль/л, что соответствует величине рН от 0 до 14. Величина рН = 7 отвечает нейтральному состоянию раствора, меньшие ее значения − кислотному, а более высокие − щелочному.

Величина рН является важным показателем кислотности или щелочности воды и служит также вспомогательной величиной в различных аналитических расчетах.

В большинстве природных вод концентрация водородных ионов обусловлена лишь отношением концентраций свободной двуокиси углерода и бикарбонат-ионов. В этих случаях рН колеблется от 4,5 до 8,3. На величину рН может оказать влияние повышенное содержание гуминовых веществ, основных карбонатов и гидроокисей, возникающих вследствие поглощения СО₂ в процессе фотосинтеза, а в отдельных случаях − также и повышенное содержание солей, подверженных гидролизу, и пр. В сточных и загрязненных поверхностных водах, кроме того, могут содержаться и сильные кислоты и основания.

Можно определить pH с помощью универсальной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (pH около 7).

Значение pH воды водоемов хозяйственного, питьевого и культурно – бытового назначения регламентируется в пределах 6.5 – 8.6.

Расчет концентрации водородных и гидроксильных ионов

Расчет концентрации водородных и гидроксильных ионов проводится на основании результатов определения значения рН. Кроме того, для гидроксильных ионов можно пользоваться результатами определения общей и свободной щелочности.

Выполнение таких расчетов возможно во всех случаях, но результаты их приводятся лишь тогда, когда получаются величины, имеющие практическое значение. Если они достигают 0,01 моль/л, то их можно использовать при составлении баланса анионов и катионов. Концентрации водородных ионов, выраженные в моль эквивалентах, имеют значения от рН=5 и ниже, а концентрации гидроксильных ионов от рН=9 и выше.

Расчет. [Н+] = 10^−рН моль/л = 10^3−рН ммоль/л. [ОН-] =10^рН−14 моль/л = 10^рН−11 ммоль/л.