Лабораторна робота № 2 Фізичні та хімічні властивості, рН, агр. Со2 початок

Фізичні властивості води

Аналіз будь-якої проби води розпочинають з визначення її фізичних властивостей: температури, кольоровості, прозорості та запаху.

Визначення температури

Температуру природних вод вимірюють термометром з поділками по 0,1^о С. Для визначення температури води у колодязях та джерелах застосовують джерельні термометри, у яких ртутна кулька знаходиться у резервуарі з подвійними скляними стінками. Окрім ртутних використовують також електричні термометри та термоелементи.

Визначення кольоровості

Визначення роблять у прозорій воді. Якщо вода непрозора, її треба профільтрувати. Приблизне визначення кольоровості проводять у безбарвній пробірці. Пробірку заповнюють досліджуваною водою майже до краю, ставлять на білий папір, та дивлячись згори, визначають колір води: безбарвна, зеленкувата, жовта, руда та інш. Кількісне визначення кольоровості виконують порівнюючи колір налитої у безбарвну пробірку досліджуваної води з кольором пробірок еталонної шкали. Збіг кольору досліджуваної води з кольором з пробірок шкали вказує значення кольоровості. Одиницею кольоровості є градус.

Визначення прозорості

Приблизне визначення роблять у безбарвній пробірці. Пробу води збовтують та наливають у пробірку майже до краю, ставлять на чорний папір і, дивлячись згори, відмічають результат спостереження. Розрізняють такі ступені прозорості: прозора, опалесцуюча, слабко каламутна, каламутна та сильно каламутна. Кількісне визначення прозорості води проводять у циліндрах Генера.

Досліджувану воду добре збовтують, наливають у циліндр Генера, який ставлять над стандартним шрифтом для визначення прозорості, та, дивлячись зверху, читають шрифт. Додаючи чи відливаючи воду з циліндра знаходять ту максимальну висоту стовпа води,

через яку ще можна читати шрифт. Визначення проводять у добре освітленому приміщенні на відстані 1м від вікна. Прозорість води вимірюють у сантиметрах.

Визначення запаху

Пробірку заповнюють водою на 3/4 об‘єму, нагрівають до 50-60 ^о С, закорковують та декілька разів струшують, потім виймають корок і нюхають. Характер запаху визначають словами: без запаху, болотяний, пліснявий, йодний, сірководневий та інш. Інтенсивність запаху вимірюється у балах.

ХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ВОДИ

Визначення концентрації іонів водню (pH)

Визначення кислотності води (тобто концентрації іонів водню) має велике значення для вивчення хімічних процесів, що проходять у природних водах. Концентрація іонів водню у нейтральному водному середовищі дорівнює 10 ^-7 г-іон/л; у лужному вона менша, а у кислому - більша за 10 ^-7  г-іон/л.

Звичайно реакцію середовища визначають через показник ступеню концентрації іонів водню, взятий з від‘ємним знаком, та позначають символом pH.

pH = - lg [H⁺]

Таким чином, значення pH<7 відповідає кислій реакції середовища, а pH>7 позначає лужне середовище.

Переважна більшість природних вод мають pH від 6 до 8. Кислішу реакцію (pH = 5,0 - 5,5) мають ультрапрісні підземні води та деякі вуглекислі мінеральні води. Ще меншу pH (4,5 - 4,0) мають болотяні води. Сильнокислими властивостями (pH = 3,0 - 1,0) відзначаються шахтні води, кислотність яких обумовлена присутністю вільної сірчаної кислоти, яка утворюється при окисленні сульфідних рудних родовищ та природної сірки, а також фумарольні води, пов‘язані з вулканічною діяльністю. Лужний характер (pH до 9) мають води відкритих мілких водоймищ улітку, коли йде поглинання вуглецевого газу з води рослинністю при фотосинтезі. Ще більш високе значення pH (10-11) може бути у воді содових озер та деяких термальних джерел.

Для визначення pH водних розчинів використовують колориметричний та електрометричний методи.

Колориметричний метод визначення pH

Колориметричний метод заснований на здатності індикаторів змінювати свій колір у залежності від концентрації визначаємих іонів. Метод застосовується тільки у польовому аналізі, тому що має недостатню чутливість.

Необхідні хімічні реактиви та обладнання:

універсальний індикатор (суміш бромтимолового синього та метилового червоного);

колориметричні пробірки 2 шт.;

колорометрична шкала для визначення рН.

Х і д а н а л і з у. У дві колориметричні пробірки наливають досліджувану воду до позначки "5мл". У одну з пробірок додають 2 краплі універсального індикатору (суміш бромтимолового синього та метилового червоного), перемішують та колориметрують, тобто роздивляються пробірки зверху. Поверх пробірки без індикатору накладають забарвлену прозору плівку. Співпадіння відтінку кольору на плівці та у пробірці з індикатором вказує на значення pH, яке позначено на плівці.