Лабораторная работа 3 «Определение общей жесткости воды»

Жесткость воды зависит от присутствия в ней растворимых солей кальция и магния. Различают временную или карбонатную и постоянную жесткость.

Карбонатную жесткость, вызванную наличием гидрокарбонатов кальция и магния, почти полностью можно устранить кипячением:

Сa(HCO₃)₂ CaCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O

Mg(HCO₃)₂ MgCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O

Вследствие этого карбонатную жесткость называют устранимой.

Наличие в воде сульфатов и хлоридов кальция и магния обусловливает постоянную жесткость воды. Эти соли не выделяются в осадок при кипячении, и для их устранения необходимо применять химические и физико-химические методы.

Сумма постоянной и карбонатной жесткости дает общую жесткость воды.

Количественно жесткость воды выражают числом ммоль - эквивалентов Са²⁺ и Mg²⁺ в 1 дм³ воды.

Карбонатную жесткость определяют методом кислотно-основного титрования (титруют определенный объем воды рабочим раствором HCl в присутствии метилоранжа). Общую жесткость воды определяют комплексонометрией, по разнице рассчитывают постоянную жесткость воды.

Реактивы:

• стандартизованный раствор комплексона III;

• аммонийный буферный раствор;

• индикатор эриохром черный Т (0,1%-ный водный раствор или смесь индикатора с NaCl)

Посуда:

• мерная колба или пипетка Мора объемом 50,00 см³

• бюретка емкостью 25,00 см³

• конические колбы для титрования

Ход определения

1. При помощи мерной колбы или пипетки Мора отбирают пробу проточной воды (50,00 см³) и переносят в колбу для титрования.

2. Туда же мерным цилиндром отмеряют 5 мл аммонийного буферного раствора, а также добавляют индикатор (на кончике шпателя или раствор).

3. Бюретку заполняют стандартизированным раствором комплексона III, предварительно дважды ополоснув ее этим раствором.

4. Оттитровывают содержимое колбы, прибавляя по каплям при постоянном перемешивании из бюретки комплексон III до перехода окраски из красно-фиолетовой в синюю.

5. Титрование приводят не менее трех раз, для расчета берут среднее значение объема ЭДТА, израсходованного на титрование.

6. Результаты и вычисления заносят в таблицу.

При анализе протекают следующие реакции:

– образование нестойкого комплекса индикатора с катионами металлов

Me²⁺ + HInd^2– = MeInd^– + H⁺

красно-фиолетовый исходный анализируемый раствор окрашивается в красно-фиолетовый цвет;

– при добавлении титранта образуется растворимые, устойчивые, бесцветные комплексы ЭДТА (эдетеаты) с катионами металлов (в рассматриваемых условиях ЭДТА присутствует в растворе в форме Y^4–).

Me²⁺ + Y^4– = MeY^2–,

при этом происходит разрушение первоначально образовавшихся окрашенных неустойчивых комплексов;

– вблизи Т.Э. полностью разрушаются комплексы MeInd^–, с образованием анионов индикатора Ind^– синего цвета

MeInd^3– + Y^4– = MeY^2– + Ind^3–

Результаты титрований и вычисления заносят в таблицу

№№ титро-вания	Сведения о титранте			Данные об анализируемом растворе
	Объем израс-ходованного титранта, см3	Vср. см3	NЭДТА моль/дм3	Общая жесткость воды, ммоль-экв. Ca2+, Mg2+ в 1 дм2
1 2 3					О.Ж. = =