3.3 Методы определения жесткости воды.

Определение карбонатной жесткости воды (Ж_в) основано на титровании некоторых объемов воды раствором соляной кислоты в присутствии индикатора метилоранжа:

Сa(HCO₃)₂ + HC1→ CaCl₂ + H₂CO₃

Mg(HCO₃)₂ + HC1 → MgCl₂ + H₂CO₃

Расчет карбонатной жесткости проводится по закону эквивалентов:

Где

• - объем пробы воды;

• - объем соляной кислоты, пошедшей на титрование пробы воды;

• - нормальная концентрация гидрокарбоната кальция и магния, содержащаяся в пробе воды;

• - нормальная концентрация соляной кислоты.

Тогда карбонатная жесткость воды определяется по формуле:

, мг-экв/л

Общую жесткость воды (Ж_общ) определяют комплексонометрическим методом. Воду титруют Трилоном - Б в присутствии индикатора хромаген черного. Трилон Б - органическое комплексное соединение, образующее с Са²⁺ и Mg²⁺ прочные соединения. Индикатор образует с ионами Са²⁺ и Mg²⁺ менее прочный комплекс, чем Трилон-Б. Трилон-Б вытесняет индикатор в точке эквивалентности, когда все соли, которые обуславливают жесткость, связаны с Трилоном - Б, меняется окраска индикатора.

Общую жесткость воды вычисляют по формуле:

, мг-экв/л,

Где

• - объем пробы воды;

• - объем трилона-Б, израсходованный на титрование пробы воды;

• - нормальная концентрация катионов кальция и магния, содержащаяся в пробе воды;

• - нормальная концентрация Трилона-Б.

Некарбонатную (постоянную) жесткость воды (Ж_пост) можно определить как разность между общей и карбонатной жесткостью:

Ж_пост = Ж_общ - Ж_карб

Важно:

• В жесткой воде развариваются пищевые продукты, а сваренные в ней овощи невкусные.

• Во время стирки белья в жесткой воде ухудшается качество ткани и повышаются затраты мыла, которое необходимо на связывание катионов Ca²⁺ и Mg²⁺ по реакции:

2C₁₇H₃₅COO^- + Ca²⁺ = (C₁₇H₃₅COO)₂Ca

Пена получается лишь после полного осаждения всех катионов.

• Жесткая вода непригодная для использования в паровых котлах: раскрытые в ней соли при кипячении образовывают на стенках котлов пласт накипи, которая плохо проводит тепло, а иногда приводит к аварии.

• Для устранения накипи используют гексаметафосфит натрия Na₆P₆O₁₈. Можно использовать и фосфат, соду, но необходимо долго кипятить. В домашних условиях используют уксус (уксусную кислоту).

Критерий усвоения:

После изучения и анализа данной темы Вы должны понимать следующее:

• Понимать проблему умягчения и обессоливания воды;

• Закономерности зависимости изменения химических свойств элементов второй группы от строения внешних оболочек атома.

В результате изучения данной темы Вы должны знать:

• Понятие жесткости воды;

• Физические и химические свойства элементов второй группы;

• Способы получения металлов второй группы;

• Виды жесткости воды;

• Методы устранения различных видов жесткости воды

• Методы определения жесткости воды

Ваши знания должны обеспечивать следующие УМЕНИЯ:

• Писать уравнения реакций взаимодействия элементов второй группы с различными веществами;

• Сравнивать свойства элементов второй группы, их оксидов и гидроксидов.

Выход темы в другие дисциплины:

Данная тема не имеет выхода информации в другие дисциплины, но она является фундаментальной при изучении других дисциплин: химия воды.