Лабораторна робота 4 експрес-метод визначення кислотності опадів

Мета роботи: дослідити рН опадів (снігу, дощу тощо) в місті, передмісті тощо. Зробити попередні висновки щодо екологічної ситуації у досліджуваної місцевості.

Стислі теоретичні відомості

Природні води відрізняються як за загальним вмістом в них домішок, так і за відносним вмістом кожної з них. Кількість та склад домішок належать від характеру взаємодії води з атмосферою та ґрунтом. Найчистішою є дощова вода, але і вона містить розчинні гази та домішки від розчинення пилу повітря. Атмосферна вода, протікаючи по поверхні землі та проходячи через ґрунт, збагачується додатковою кількістю розчинних сполук.

Кислотність опадів в різних умовах середовища значно варіює. Так, у зоні впливу металургійних заводів вони кислі. Опади можуть бути й лужними – в зоні впливу підприємств, що виділяють в атмосферу луги, а також на великих територіях із засоленими лужними ґрунтами.

Завдання: Опади зберіть під час дощу або снігопаду в різних місцях однієї місцевості в широкі посудини. 500 мл опадів (у 3-х пробах) упарте в упарювальних чашках на водяній бані, постійно підливаючи нові порції рідини. Після упарювання в чашку додайте по краплині дистильовану воду і ретельно розітріть осад скляною паличкою, зливаючи все в пробірку.

Три рази змийте чашку дистильованою водою. Об’єм рідини в пробірці повинен складати 5 мл (концентрація при цьому збільшується в 100 разів).

Для визначення рН опадів використайте 1 мл рідини з пробірки. рН визначте за допомогою лакмусового папірця.

Застосовується така класифікація кислотності опадів:

рН = 3 – 4 − сильно кислі; рН = 4 – 5 − кислі;

рН = 5 – 6 − нейтральні; рН = 7 – 8 − слабко лужні;

рН = 8 – 9 − лужні; рН = 9 – 10 − сильно лужні.

Зробіть висновки щодо забрудненості опадів в тій місцевості, де було відібрано пробу.

Лабораторна робота 5 знезараження питних та стічних вод методом електролізу

Мета роботи: ознайомитися з методами знезараження питних та стічних вод. Провести хлорування питної воду електролізним методом.

Стислі теоретичні відомості

Електролiз − це перебiг хiмiчних окисно-відновних процесiв пiд дiєю електричного струму. При електролiзi на катодi проходять процеси вiдновлення, тобто приєднання речовиною, що знаходиться в розчинi чи розплавi, електронiв: Ox + ne  Red

На анодi перебiгають процеси окиснення, тобто вiддачі речовиною, що знаходиться у розчинi або складає матерiал аноду, електронiв: Red − ne  Ox

Кiлькiснi характеристики електролiзу описуються першим законом Фарадея, згiдно з яким кiлькiсть речовини m_{теорет.}, що утворилася внаслiдок електролiзу, прямо пропорцiйнa силi струму I та часу проходження струму t:

m_{теорет.} = k I t,

де k − коефiцiент пропорційності, який дорiвнює кiлькостi речовини, яка утворилася внаслiдок проходження 1 фарадея струму (96500 кулонiв або 26,8 Ампер-часів).

Згідно із другим законом Фарадея, при проходженні однакової кількості електричного струму крізь розчин різних електролітів кількість речовини, що прореагувала (утворилась) на електроді, пропорційна молекулярні масі речовини, поділеної на кількість електронів, що приймають участь в процесі.

Дійсно, щоб виділити 1 моль речовини, що знаходиться у розчині у вигляді іонів, потрібно (N z) електронів, або потрібно пропустити крізь розчин кількість струму (е N z), тобто (F z). Тоді, згідно з першим законом Фарадея получимо:

m_{теорет.} = k z F,

звідки k = М / (z F).

Тоді можна записати : m_{теорет.} = А I t / (z F)

Тобто для того, щоб внаслiдок електролiзу пiддалося електрохiмiчному перетворенню M/z грамів речовини (M − молярна або атомна маса речовини, z − кiлькiсть електронiв, якi приєднує (катодний процес) чи вiддає (анодний процес) молекула речовини при електролiзi), треба струм силою 1 А пропускати на протязi 26,8 години (або струм силою 2 А пропускати 13,4 години i т.д.).

Дуже важливою характеристикою електролізу є вихiд за струмом, тобто вiдношення кiлькостi речовини, що утворилася внаслiдок проведення електролiзу до кiлькостi речовини, що мусила утворитися за законом Фарадея:  = m_експ. 100% / m_{теорет.}

Електролiз вiдноситься до найпоширеніших методiв знезараження питних та стічних вод.

Дослід 1. Електроліз води

Завдання: Провести електроліз води. Для цього:

1) зібрати установку для електролізу;

2) налити розчин лугу (гідроксиду натрію або калію) в електролізер, оскільки вода має дуже малу електропровідність;

3) провести електроліз на протязі однієї години, записати електродні процеси, які відбуваються під час електролізу; розрахувати масу та об’єм речовин, що виділяються на електродах.

Дослід 2. Знезараження води хлоруванням

Завдання: Провести електроліз водного розчину хлориду натрію. Для цього:

1) зібрати установку для електролізу;

2) налити розчин хлориду натрію або калію в електролізер;

3) провести електроліз, записати електродні процеси, які відбуваються під час електролізу; розрахувати масу та об’єм речовин, що виділяються на електродах;

4) зробити висновки щодо ефективності даного методу знезараження води.