Шкала для определения цветности воды

Химическое исследование воды следует начинать с методов качественного определения, чтобы получить общее представление о ее составе. Затем проводят количественное определение тех ингредиентов, которые обнаружены при качественном исследовании.

Определение реакции воды

Природная вода обычно имеет слабощелочную реакцию. Кислую реакцию вода приобретает при наличии гуминовых веществ, при загрязнении воды промышленными сточными водами реакция воды также меняется. Качественно реакция (рН) определяется по универсальному индикатору. Для этого в пробирку налить исследуемую воду и слегка смочить в ней кончик полоски индикаторной бумаги. Затем индикаторную бумагу вынуть из пробирки, отметить изменение ее цвета и сравнить окраску с эталоном шкалы универсального индикатора. Питьевая вода должна иметь рН = 6 – 9.

Определение общей жесткости воды

Жесткость воды зависит от содержания солей кальция и магния (так называемых солей жесткости), главным образом в виде двууглекислых, сернокислых, хлористых, азотисто- и азотнокислых соединений. Различают три вида жесткости: общую, постоянную и устранимую. Общая жесткость воды определяется суммарным содержанием катионов кальция Ca²⁺ и магния Mg²⁺ не зависимо от анионов. Карбонатная или устранимая жесткость обусловлена присутствием в воде бикарбонатов кальция и магния, превращающихся при кипячении в нерастворимые соединения (монокарбонаты), которые выпадают в осадок. Постоянная (некарбонатная) жесткость определяется присутствием в воде сульфатов и хлоридов кальция и магния.

Жесткая вода обладает рядом негативных потребительских качеств. Так, овощи и мясо плохо развариваются в жесткой воде, при этом усвояемость этих продуктов снижается за счет образования нерастворимых соединений солей кальция с белками. Качество и вкусовые свойства чая, заваренного жесткой водой, снижены. Увеличивается расход моющих средств при стирке в жесткой воде. В нагревательных приборах и системах горячего водоснабжения жесткая вода образует нерастворимый осадок, что затрудняет их эксплуатацию и быстро выводит их из строя. У лиц с высокой чувствительностью жесткая вода может вызвать раздражение и болезненную сухость кожи. Возможна роль солей жесткости питьевой воды в образовании мочевых камней.

Общая жесткость воды измеряется в мг-экв/л или градусах (°) жесткости по содержанию окиси кальция СаО (или MgO):

1 мг-экв соответствует 28 мг СаО/л (20,6 мг MgO/л);

1° жесткости соответствует 10 мг СаО/л;

отсюда: 1 мг-экв/л = 2,8° (1° » 0,357 мг-экв/л);

Гигиенический норматив общей жесткости воды составляет 7 мг-экв/л = 19,5° жесткости. Вода считается мягкой при жесткости до 3,5 мг-экв/л (10°), средней жесткости – от 3,5 до 7 мг-экв/л (10°- 20°) и жесткой – свыше 7 мг-экв/л (более 20°).

Общая жесткость воды определяется комплексонометрическим (трилонометрическим) методом. Комплексонометрический способ позволяет по цвету воды после добавления эрихрома черного качественно обнаружить наличие ионов кальция и магния или их отсутствие. При наличии ионов кальция и магния в воде в присутствии эрихрома черного вода приобретает красный цвет, а при их отсутствия - синий с зеленоватым оттенком. В случае повышенной жесткости воды при окрашивании воды в красный цвет проводится количественное определение общей жесткости воды Определение основано на способности трилона Б (двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты) связывать ионы Са и Мg в прочные комплексы. Измерение количества трилона Б, пошедшего на связывание ионов кальция и магния в прочный комплекс, что проводит к изменению цвета воды с красного на синий с зеленоватым оттенком используется для расчета жесткости анализируемой воды.

Для определения общей жесткости в коническую колбу емкостью 250-300 мл налить 100 мл анализируемой воды, добавить 5 мл аммиачно-буферного раствора и 6 капель индикаторного раствора эрихром черного, смесь хорошо перемешать легкими круговыми движениями, после чего титровать 0,1 н. раствором трилона Б, интенсивно перемешивая до изменения окраски воды в голубовато-зеленую. Каждый миллиметр 0,1 н. раствора трилона Б соответствует 0,1 мг-экв. жесткости.

Жесткость анализируемой воды (Н) вычисляется по формуле:

Н = а^. К ^. N ^. 1000 / V, мг-экв/л,

где а – количество 0,1 н. раствора трилона Б, пошедшее на титрование, мл;

К - коэффициент поправки 0,1 н. раствора трилона Б;

1000 - коэффициент для пересчета на 1 л воды;

N - титр трилона Б, равный 0,9806;

V - объем пробы воды, мл.

Пример. Для титрования 100 мл воды потребовалось 2,4 мл 0,1 н. раствора трилона Б, коэффициент поправки трилона Б равен 0, 9806, тогда жесткость воды будет равна

Н = 2,4^.. 0,9806 ^. 0,1 ^. 10 = 2,152 мг-экв / л, или 6,2°.

Определение содержания аммиака (азота аммонийных солей)

Принцип определения аммиака в воде основан на его способности вступать в химическую реакцию с реактивом Несслера, в результате которой образуется йодистый меркураммоний NH₂Hg₂IO, который окрашивает раствор в красно-бурый цвет. О наличии и ориентировочном содержании аммиака в воде можно судить по интенсивности этой окраски.

Реакция идет по уравнению:

NH₃ + 2K₂(HgJ₄) + 3KOH ® NH₂Hg₂OJ + 7KJ +2H₂O

Соли Са, Мg, Аl, Fе также могут вступать в реакцию с реактивом Несслера, образуя окрашенный осадок, поэтому их необходимо предварительно связать раствором сегнетовой соли КNаС₄Н₄О₆ ^. 4Н₂О.

А) Качественное определение.

В пробирку налить 10 мл исследуемой воды, 0,2 мл сегнетовой соли и после перемешивания добавить 0,2 мл реактива Несслера. Появление желтой окраски указывает на присутствие аммиака, количество которого можно приблизительно определить по табл. 24.