Экспериментальная часть

Цель работы. Определить жесткость водопроводной воды.

Опыт 1. Определение временной жесткости

Временная жесткость воды определяется титрованием исследуемой воды децинормальным раствором соляной кислоты (в присутствии индикатора метилоранжа), при котором протекают реакции:

Ca(HCO3)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O + 2CO2↑

Mg(HCO3)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O + 2CO2↑

Ход опыта. 1. В большой химический стакан налить воду из водопроводного крана, дать отстояться 10 минут.

2. Отмерить мерной пипеткой 50 мл исследуемой воды. Операцию повторить три раза, набрав по 50 мл воды в три конические колбы.

3. Добавить в каждую колбу по 2 – 3 капли метилоранжа.

4. Заправить бюретку 0,1 н. раствором соляной кислоты. Для этой цели ополоснуть ее раствором кислоты и заполнить им до верхнего (нулевого) деления бюретки, предварительно заполнив титрованным раствором нижний оттянутый конец бюретки. В момент отсчета показания бюретки, глаза экспериментатора должны находиться на уровне мениска. Перед каждым титрованием бюретку заполнять кислотой до нулевого значения.

5. Провести три титрования жесткой воды соляной кислотой до исчезновения желтой окраски и появления оранжевого (но не розового!) цвета раствора. Для этого в колбу для титрования медленно (по капле!) вводить раствор из бюретки, нажимая на бусинку в резиновой трубочке бюретки большим и указательным пальцами левой руки, а правой непрерывно перемешивая содержимое колбы. При появлении оранжевого цвета индикатора титрование прекратить и записать объем пошедшей на титрование кислоты. Результаты занести в таблицу:

№ опыта	Объем жесткой воды V(Н2О), мл	Объем раствора кислоты, мл	Средний объем кислоты, V(HCl), мл
1
2
3

6. Определить временную жесткость воды, пользуясь примером 2, и сделать вывод о том, к какой категории жесткости она относится.

Опыт 2. Определение общей жесткости

Общую жесткость воды определяют комплексонометрическим методом с применением реактива ЭДТА (этилендиамминтетрауксусная кислота).

Заполнить бюретку раствором ЭДТА (0,02 н.). Отмерить пипеткой указанный преподавателем объем анализируемой воды и перенести ее в коническую колбу для титрования. Долить дистиллированной воды до общего объема 100 мл. Добавить 5 мл буферного раствора (NH₄ОН + NH₄Cl) для поддержания рН в интервале 9 - 10 и 2 - 3 капли индикатора эриохрома черного, при котором раствор окрасится в красный цвет. Перемешать раствор и сразу титровать из бюретки раствором ЭДТА до перехода красной окраски в синюю.

Титрование повторить три раза, как в предыдущем опыте. Результаты записать в таблицу, которая по форме подобна таблице в опыте 1.

Рассчитать общую жесткость по такой же формуле, что и временную, только вместо объема и эквивалентной концентрации соляной кислоты брать объем ЭДТА и ее концентрацию.

Постоянную жесткость определить из соотношения: Ж_пост = Ж_общ – Ж_врем. Сделать вывод по работе, указав категорию жесткости воды.

Контролирующие задания

1. Содержанием солей каких металлов обусловлена жесткость воды?

2. Чем отличается временная жесткость от постоянной?

3. В каких единицах измеряется жесткость воды?

4. Предложите несколько способов умягчения воды, содержащей гидрокарбонат и сульфат железа (II).

5. Рассчитайте временную жесткость воды, содержащую гидрокарбонат кальция, если на титрование 50 мл этой воды израсходовано 3 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты.