7.3. Визначення лужності

Лужність — це вміст у воді речовин, що здатні взаємодіяти з сильними кислотами. Умовно їх можна поділити на три групи: сильні основи (гідроксиди лужних і лужноземельних металів), слабкі основи (решта гідроксидів) та аніони слабких кислот (НСО₃^–, СО₃^2–, Н₂РО₄^–, НРО₄^2–, SО₃^3–, аніони гумінових кислот, НS^-, S^2– тощо).

Визначенню перешкоджають інтенсивне забарвлення води (усувають додаванням активованого вугілля з подальшим фільтруванням проби), вільний хлор, який знебарвлює індикатор (його видаляють, вводячи у воду еквівалентну кількість тіосульфату натрію з С=0,1 моль/л), високий вміст вуглекислого газу (перешкоджає правильному визначенню переходу забарвлення індикатора при титруванні; його витісняють, пропускаючи крізь воду повітря).

Обладнання і реактиви: конічні колби місткістю 250 мл, піпетки Мора, штатив, бюретка, розчин хлоридної або сульфатної кислоти з концентрацією С(1/z) = 0,1 моль/л; розчин NаОН з концентрацією C = 0,1 моль/л; індикатори: метиловий жовтий (0,1%-й розчин у 90%-му спирті) або бром феноловий синій (0,1%-й розчин у 20%-му спирті), або змішаний індикатор (0,1 г метилового оранжевого i 0,25 г iндигокармiну розчиняють у 100 мл води).

Хід роботи

Якщо стічна вода каламутна, її фільтрують, якщо інтенсивно забарвлена — розбавляють дистильованою водою у мірних колбах місткістю 100 або 200 мл. Взятий об'єм води враховують під час обчислення результатів аналізу.

У конічну колбу наливають 100 мл аналізованої води, додають 5 крапель фенолфталеїну i отриманий розчин титрують на білому тлі хлоридною або сульфатною кислотою до зникнення рожевого забарвлення. Кількість витраченої кислоти відповідає лужності води за фенолфталеїном, тобто вмісту в ній речовин — сильних основ і деяких аніонів (СО₃^2–, РО₄^3–).

Потім у колбу додають 5–6 крапель метилового жовтого або бромфенолового синього, або змішаного індикатора. У другу конічну колбу наливають такий самий об'єм аналізованої води i стільки ж індикатора, скільки його було додано в перший розчин. Ставлять обидві колби на білий папір i титрують рідину в першій колбі доти, доки її колір не почне відрізнятися від кольору рідини в другій колбі. Витрата титрованого розчину кислоти на друге титрування свідчить про вміст у воді аніонів слабких кислот (НСО₃^– Н₂РО₄^2–, HS^–) і слабких основ.

Загальний об'єм витраченої кислоти, ммоль екв/л, відповідає загальній лужності води. Розрахунки виконують за формулою

X= (A∙K∙0.1∙1000)/V=(A∙K∙100)/V,

де А — об'єм розчину кислоти, витрачений на титрування, мл; V — об'єм аналізованої води, мл; К — поправковий коефіцієнт для роз­чину кислоти з С(1/z)=0,1 моль/л.

Контрольні запитання і завдання

1. Наведіть приклади впливу зниження рН на процеси у водних об’єктах.

2. Чи впливає рН води на гiдробiонти?

3. Чому при підкисленні води спостерігається отруєння водяних організмів важкими металами?

Лабораторна робота № 8 визначення сполук нітрогену — аміаку, нітритів і нітратів

Нітроген є основним компонентом живих організмів. У природі, зокрема й у водоймах, постійно відбувається кругоообіг сполук нітро­гену, що супроводжується численними процесами як у живій природі, так i в неживій. Внаслідок розкладання білків у водоймах утворюється аміак, який із часом окиснюється до нітритів i нітратів.

Найбільшими забрудниками природних вод аміаком є тваринницькі ферми, нітратами — поверхневі води з полів і стічні води хімічних виробництв. Вони спричиняють бурхливий розвиток синьо-зелених водоростей i порушення функціонування водних екосистем.

Н аявність тих або інших сполук нітрогену дає змогу встановити час надходження забруднених аміачними сполуками стічних вод (рис. 8.1):

Рис. 8.1. Форми сполук нітрогену у стічних водах в анаеробних умовах: 1 — аміак; 2 — органічний нітроген; З — нітрат; 4 — нітрит

• наявність аміаку i відсутність нітритів i нітратів — забруднення відбулося недавно;

• одночасна наявність i відновлених, i окислених сполук нітрогену — з часу скидання стічних вод пройшов певний час;

• високий вміст нітритів i особливо нітратів за відсутності сполук амонію — забруднення давнє, аміак встиг окислитися:

2NН_з + 3О₂ = 2HNО₂ + 2Нр;

2HNО₂ + О₂ = 2НNО_з·

Вміст нітратів у питній воді не має перевищувати 45 мг/л; нітратів — 3,3 мг/л.