Лабораторна робота 2 Визначення водневого показника проб природної води

Мета роботи – ознайомлення та освоєння стандартних методів визначення активної реакції проб природної води, тобто ступеня її кислотності або лужності.

Загальні положення

Активну реакцію води кількісно прийнято характеризувати концентрацією в ній водневих іонів, або точніше їх активністю:

pH = – lg[H⁺]. (2.1)

Водневий показник (рН) води в її пробах, які були узяті з природних водоймищ, визначають за допомогою індикаторів або електрометрично, тобто за допомогою лабораторного рН-метра (потенціометра). За першим методом (індикаторів) пробу, яку досліджують, візуально порівнюють зі шкалою розчинів-еталонів з відомим значенням рН.

Експеримент 1. Визначення рН проб природних вод за еталонною шкалою нітрофенольних індикаторів

Для приготування еталонної шкали нітрофенольних індикаторів у пробірки за допомогою мікробюреток наливають зазначені в табл. 2.1 кількості основних розчинів індикаторів (табл. 2.2), 0,1 н розчин карбонату натрію до загального об’єму 7 мл і запаюють (можна герметично закрити гумовими пробками і запарафінувати). Причому перед заповненням пробірок основний розчин -динітрофенолу (табл. 2.1) для приготування шкали розводиться в 100 разів, а інші основні розчини – в 10 разів.

Для визначення рН природної води її наливають у пробірку у кількості 6 (3) мл і додають 1 (0,5) мл нерозведеного індикаторного розчина. Для визначення рН через 2 хвилини порівнюють одержане забарвлення з забарвленням еталонів (див. вище).

Таблиця 2.1 – Нітрофенольна шкала індикаторів для визначення рН проб води

Номер пробірки	-динітрофенол		-динітрофенол		-динітрофенол		п-нітрофенол		м-нітрофенол
	Кількість основного індикатора, мл	рН	Кількість основного індикатора, мл	рН	Кількість основного індикатора, мл	рН	Кількість основного індикатора, мл	рН	Кількість основного індикатора, мл	рН
1	2,44	3,2	6,70	4,4	6,50	5,4	4,05	7,0	5,20	8,4
2	1,67	3,0	5,70	4,2	5,50	5,2	3,00	6,8	4,20	8,2
3	1,15	2,8	4,60	4,0	4,50	5,0	2,00	6,6	3,00	8,0
4	0,77	2,6	3,40	3,8	3,40	4,8	1,40	6,4	2,30	7,8
5	0,49	2,4	2,50	3,6	2,40	4,6	0,94	6,2	1,50	7,6
6	–	–	1,74	3,4	1,65	4,4	0,63	6,0	1,00	7,4
7	–	–	1,20	3,2	1,10	4,2	0,40	5,8	0,66	7,2
8	–	–	0,78	3,0	0,78	4,0	0,25	5,6	0,43	7,0
9	–	–	0,51	2,8	–	–	0,16	5,4	0,27	6,8

Таблиця 2.2 – Основні індикатори для визначення рН проб води

Індикатор	Концентрація основного розчину індикатора	рН переходу забарвлення при 18 оС	Межі рН
-динітрофенол	0,1 г на 300 мл води	3,69	2,24,0
-динітрофенол	0,1 г на 200 мл води	4,06	2,84,5
-динітрофенол	0,1 г на 200 мл води	5,15	4,05,5
п-нітрофенол	0,1 г на 100 мл води	7,18	5,27,0
м-нітрофенол	0,3 г на 300 мл води	8,33	6,78,4

У лабораторному журналі зробити запис типу:

“Проба води № ; рН = “

Експеримент 2. Електрометричне визначення рН проб води

При електрометричному визначенні рН застосовують лабораторний рН-метр (потенціометр) зі скляним електродом вимірювання і каломельним або хлорсрібним електродом порівняння. Перед вимірюванням необхідно провести калібровку електродів, що використовуються, за допомогою буферних розчинів з відомим значенням рН. Одержані результати округляють до 0,050,1 одиниці рН залежно від типу застосованого приладу.

Після вимірювання рН досліджуваної води, що досліджується, розрахуйте концентрації водневих і гідроксильних іонів у ній за такими формулами:

, (2.2)

, (2.3)

де [Н⁺], [ОН^–] – відповідно концентрація водневих і гідроксильних іонів у воді, мг-екв/л; pK_w – іонний добуток води, pK_w = 14,00 при 22 ^оС.

Після виконання необхідних розрахунків зробіть записи до лабораторного журналу, а також висновок про придатність (або непридатність) води за значенням її водневого показника для господарсько-побутових, технологічних або інших галузей її споживання.