OZNACZANIE TWARDOŚCI OGÓLNEJ WODY ZA POMOCĄ WERSENIANU SODU

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "OZNACZANIE TWARDOŚCI OGÓLNEJ WODY ZA POMOCĄ WERSENIANU SODU"

Justyna Adamczyk
7 lat temu
Przeglądów:

1 OZNACZANIE TWARDOŚCI OGÓLNEJ WODY ZA POMOCĄ WERSENIANU SODU Intrukcja do ćwczeń opracowana w Katedrze Chem Środowka Unwerytetu Łódzkego. 1. Wprowadzene 1.1. Twardość wody Twardość wody jet to właścwość polegająca na zużywanu pewnych lośc mydła bez wytworzena pany podcza wytrząana próby wody. Właścwość tę nadają naturalnej wodze jony wapna, magnezu, żelaza, manganu, glnu, cynku oraz nnych cężkch katonów, które tworzą z mydłem dodawanym do wody nerozpuzczalne mydła wapnowe, magnezowe nne ne tworzące pany podcza wytrząana. Pana zaczyna ę wytwarzać dopero wówcza, gdy natąp całkowte ch trącene. Ilość zużytego przez wodę mydła do chwl pojawena ę pany charakteryzuje topeń twardośc wody. Poneważ w wodach naturalnych domnują przeważne ole wapna oraz magnezu, natomat nne katony metal cężkch wytępują w znkomych loścach, węc twardość wody naturalnej zależy główne od zawartośc jonów Ca 2+ Mg 2+ w badanej wodze. Jeżel jednak któryś ze wpomnanych jonów wytępuje w wękzych loścach, to należy go podcza określana twardośc uwzględnć. Twardość wody urowej nazywa ę twardoścą ogólną (Tw). Twardość wywołana przez wodorowęglany, węglany wodorotlenk wapna magnezu nazywa ę twardoścą węglanową (Tw w ). Twardość wywołana przez nne zwązk wapna magnezu nazywa ę twardoścą newęglanową (Tw N ). Twardość węglanowa newęglanowa tanową w ume twardość ogólną wody (Tw O ). Co przedtawa tabela 1. Tabela 1. Rodzaje twardośc. Twardość ogólna Tw O Podzał według katonów Podzał według anonów Symbol Rodzaj twardośc Twardość Twardość Tw w Tw N węglanowa newęglanowa Tw Ca wapnowa Tw WCa Ca(HCO 3 ) 2 Ca(OH) 2 CaCO 3 Tw NCa CaSO 4 CaCl 2 Ca(NO 3 ) 2 Mg(HCO 3 ) 2 MgSO 4 1

2 Tw WCa magnezowa Tw WMg Mg(OH) 2 MgCO 3 Tw NMg MgCl 2 Mg(NO 3 ) 2 Według tarzej nomenklatury twardość ogólną wody dzelono na twardość przemjającą, gdyż twardość ta maleje znaczne po przegotowanu wody twardość tałą, która pozotaje po przegotowanu wody. Twardość węglanową częto utożama ę z twardoścą przemjającą, co jet nezupełne łuzne, gdyż węglany wodorotlenk pozotają w wodze po przegotowanu w ten poób twardość węglanowa jet wękza od twardośc przemjającej. Rozkład termczny twardośc węglanowej wąże ę z reakcją rozkładu wodorowęglanu wapnowego magnezowego oraz z hydrolzą powtałego węglanu magnezowego w myśl równana: Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 (1) Mg(HCO 3 ) 2 MgCO 3 + H 2 O + CO 2 (2) MgCO 3 + H 2 O Mg(OH) 2 + CO 2 (3) Podcza ogrzewana wody rozpuzczalność dwutlenku węgla zmnejza ę wydzela ę on do atmofery. Prowadz to do naruzena równowag węglanowo - wapnowej z wody wytrąca ę trudno rozpuzczalny węglan (IV) wapna (CaCO 3 ), tworząc kameń kotłowy. Natomat węglan (IV) magnezu reaguje z wodą dając trudno rozpuzczalny oad wodorotlenku magnezu Mg(OH) 2. Rozpuzczalność węglanu (IV) wapna w 1dm 3 wody detylowanej w temperaturze pokojowej wyno 14 mg CaCO 3 /dm 3, a wodorotlenku magnezu około 8 mg Mg(OH) 2 /dm 3. Twardość wody podaje ę w tzw. topnach twardośc wody (nemeckch, francukch, angelkch nnych) lub w mlvalach (mlgramorównoważnkach) jonów wapna magnezu w 1dm 3 wody. W Polce rozpowzechnone jet wyrażane twardośc wody w topnach ogólnoeuropejkch lub w mlvalach kładnka na 1dm 3 wody. Z przyjętej konwencj wynka, ż 1 topeń twardośc odpowada 10 mg/dm 3 CaO, a w takm raze 1 mval/dm 3 = 2.8 tw. Z zależnośc tej częto korzyta ę podcza przelczana twardośc wody z mlval na topne twardośc odwrotne. Twardość wody ne ma znaczena zdrowotnego. W gopodartwe domowym woda twarda jet nepożądana, gdyż powoduje m.n. duże zużyce mydła, twardnene jarzyn podcza gotowana. Wele różnych gałęz przemyłu wymaga wody mękkej, zczególne 2

3 woda do zalana kotłów ne pownna być twarda, gdyż powtający kameń kotłowy zwękza znaczne traty cepła twarza nebezpeczeńtwo wybuchu. Wymagany topeń zmękczana wzrata z cśnenem panującym w kotle. Spoób zmękczana wody należy rozpatrywać w każdym przypadku ndywdualne (w zależnośc od twardośc wody urowej wymaganego topna zmękczana). W tabel 2 podano kalę przyjętą do oceny twardośc. Tabela 2. Skala twardośc wody. Skala twardośc bardzo mękka mękka o średnej twardośc twarda bardzo twarda Twardość ogólna (w topnach twardośc) powyżej Metoda oznaczana Celem ćwczena jet oznaczene twardośc ogólnej (Tw O ) wody wodocągowej za pomocą mareczkowana werenanem odu. Metoda pozwala na zybke dokładne oznaczene twardośc ogólnej wody. Polega ona na tworzenu ę zwązków komplekowych ol dwuodowej kwau etylenodwuamnoczterooctowego, zwanego kwaem werenowym, z jonam wapna magnezu. Jako wkaźnka używa ę czern erochromowej T, która przy ph około 10 tworzy z jonam magnezowym czerwono zabarwony zwązek komplekowy. Poneważ werenan odowy tworzy bardzej trwałe kompleky z jonam Ca 2+ Mg 2+ nż kompleky tych metal z czerną erochromową T, w czae mareczkowana werenanem odowym rozkładają ę kompleky z czerną erochromową T, przy czym wapń tworzy komplek mnej zdyocjowany zotaje zwązany przed magnezem. Konec mareczkowana oberwuje ę, gdy czerwone zabarwene w obecnośc nadmaru werenanu odowego zmena ę na nebeke, gdyż magnez tworzy wtedy barwny zwązek komplekowy z werenanem. 2. Odczynnk 3

4 bufor amonowy o ph = 10, 0.05 mol/l werenan odowy, naycony roztwór czern erochromowej T w alkoholu etylowym, 0.1 mol/l kwa olny, oranż metylowy. 3. Wykonane oznaczena 3.1. Oznaczane twardośc wody wodocągowej Do kolbk tożkowej odmerzyć 200 ml wody wodocągowej dodać 5 kropl oranżu metylowego mareczkować molowym kwaem olnym do zmany zabarwena oranżu metylowego z pomarańczowego na lekko różowy. Natępne dodać 2 ml roztworu buforu amonowego oraz 8 kropl czern erochromowej T zaraz mareczkować werenanem odu, aż do zmany zabarwena na zelone. Zmana zabarwena z czerwonego na zelone śwadczy o końcu mareczkowana. Pożądane jet poługwane ę przy mareczkowanu roztworem porównawczym zawerającym wodę detylowaną zawerającą take ame lośc oranżu metylowego kwau czern erochromowej T. Mareczkowane wykonać dla 5 próbek wody wodocągowej, 5 próbek ceku wodnego, 5 próbek wody wodocągowej po przegotowanu. 4. Opracowane wynków 1. Wtęp teoretyczny. 2. Oblczyć twardość wody ze wzoru: TW O a C 56 V 100 (topn nemeckch) a - objętość zużytego roztworu werenanu [ml] C - molowość werenanu [mol/dm 3 ] V - objętość próbk wzętej do oznaczana [ml]. 3. Przeprowadzć dykuję wynków: 4

5 a) średną arytmetyczną ( ) gdze: - pozczególny wynk pomaru n - lczba wynków b) warancję (V) V n ( ) 2 n 1 c) odchylene tandardowe pojedynczego wynku (średn błąd kwadratowy) () ( ) 2 n 1 d) odchylene tandardowe średnej arytmetycznej ( ) lub n ( ) n( n 1) 2 e) względne odchylene tandardowe ( r ) r f) porównać uzykane wynku dla twardośc wody wyjaśnć przyczynę różncy uzykanych wynków dla pozczególnych wód. g) nterpretacja wynków. Lteratura: Szmal Z.S., Lpec T.,,Chema analtyczna z elementam analzy ntrumentalnej, Wyd. VI, Warzawa, PZWL 1988 (rozdz , ) 5

Podobne dokumenty

OZNACZANIE TWARDOŚCI WODY WODOCIĄGOWEJ PRZY UŻYCIU ELEKTRODY JONOSELEKTYWNEJ

OZNACZANIE TWARDOŚCI WODY WODOCIĄGOWEJ PRZY UŻYCIU ELEKTRODY JONOSELEKTYWNEJ Intrukcja do ćwiczeń opracowana w Katedrze Chemii Środowika Uniwerytetu Łódzkiego. 1. Wprowadzenie 1.1. Twardość wody Twardość