Badanie fizyko-chemiczne wody

Transkrypt

1 Badanie fizykohemizne wody Twardość ogólna Twardość wapniowa Przewodnitwo Chlorki Utlenialność 1 i zaadowość wody jet to zdolność wody do zobojętniania (wiązania) ilnego kwau. Właśiwość tę nadają wodzie obene w niej zaady, a głównie OH, H,. Podza dodawania kwau zahodzą reakje: OH H H O (do 1~11) H H (do 8,) H H H H H (do 4,) ( H H jet to zdolność wody do zobojętniania (wiązania) ilnyh zaad. Właśiwość tę nadają wodzie obene w niej kway, a głównie H, H, H. Podza dodawania zaady zahodzą reakje: H OH H O (do 4,) H OH H H O (do 8,) i natępnie H OH H O H OH 1 ( H H OH H O H H H O H OH H O

2 Oznazanie kwaowośi i zaadowośi Określanie zaadowośi polega na oznazeniu w próbe badanej wody obenyh w niej zaad poprzez miarezkowanie ilnym kwaem do oiągnięia odzynu odpowiednio 8, lub 4,. Wynik oznazenia podawany jet jako ilość milivali zaad (równoważną ilośi milivali zużytego kwau) obenyh w 1 dm wody. mval/dm 7 8 Określanie kwaowośi polega na oznazeniu w próbe badanej wody obenyh w niej kwaów poprzez miarezkowanie ilną zaadą do oiągnięia odzynu odpowiednio 4, lub 8,. Wynik oznazenia podawany jet jako ilość milivali kwaów obenyh w 1 dm wody (równoważną ilośi milivali zużytej zaady). mval/dm Oznazanie kwaowośi i zaadowośi mineralnej i ogólnej metodą miarezkową wobe wkaźników. (eria norm PNC45) 9 Kw min Kw og Z og Z min 4, 8, 1 Oranż metylowy 4, 8, Phenolophtaleina 11 Oranż metylowy ( H 4, H 8, Phenolophtaleina 1

3 Zmiany zabarwienia dwóh wkaźników pozwalają oś odzynu podzielić na trzy obzary: Z og Odzyn poniżej 4, Odzyn pomiędzy 4, a 8, Odzyn powyżej 8, Z min 4, 8, W każdym z tyh obzarów tylko dwie pośrod ztereh wartośi Z og, Z min, Kw min, Kw og przybierają niezerowe wartośi. 1 Kw min Kw og 14 < 4, Z og, Z min, Kw min, Kw og 4, < < 8, Z og, Z min, Według obenie toowanej nomenklatury odpowiednie kwaowośi i zaadowośi nozą nazwę ogólnej lub mineralnej. Wześniejzy, zaem jezze potykany poób, określał nazwy kwaowośi i zaadowośi od nazw wkaźników użytyh do ih oznazeń. > 8, Kw min, Kw og Z og, Z min, Kw min, Kw og , < < 8, Z m ; Z og > 1 9 ( 7 H H ogólna mineralna ogólna mineralna Kw og Kw m Z og Z m wobe phenol. wobe metyl. wobe metyl. wobe phenol Kw p Kw m Z m [OH ]? [ ]? [OH ] [ ] H ( H H H OH metylooranż H H O [H ] Z og Z p phenolophtaleina u d z i a ł % [H ] [( ] Kw og

4 1. Jeżeli Z min i Z og > to Kw min i Kw og > 4, < < 8, w wodzie wytępują H, H i H, Kw og odpowiada zawartośi H, a Z og odpowiada zawartośi H Równowaga kontrolowana jet reakją: H H H 1 9 K 1 6,7 H ( (pk 6,7) 7 H K 1 6,7 [ H ][ H ] [ H ] Z og [ H ] Kwog [ H ] logz og logkwog 6,7 log zyli Równanie HenderonaHaelbaha k K H O a lg 6,7 log Z 19 og log Kw og lg HO HO lgk pk a a lgk a lg lg k k lg 6,7 log Z og log Kw og k ( H H Odzyn wód naturalnyh z zakreu 6,5 < < 8,5 można oblizyć na podtawie oznazenia Z og i Kw og 6,7 log Z og log Kw og 6,7 log Z og log Kw og 1 Twardość wody Twardośią wody nazywano właśiwość polegająą na zużywaniu pewnyh ilośi mydła bez wytworzenia piany, podza wytrząania próbki wody z mydłem. Twardość ogólna Tw o Podział wg kationów Podział wg anionów ymbol rodzaj ymbol rodzaj ymbol rodzaj Tw w węglanowa Tw N niewęglanowa Tw Ca wapniowa Tw wca Ca Tw NCa CaCl Ca(H ) CaSO 4 Ca(OH) Ca(NO ) Tw Mg magnezowa Tw wmg Mg Mg(H ) Mg(OH) Tw NMg MgSO 4 MgCl Mg(NO ) 4 4

5 Termizny rozkład twardośi węglanowej przebiega wg poniżzyh równań: Ca(H ) Ca H O Mg(H ) Mg H O Mg H O Mg(OH) Proe podgrzewania wody powoduje obniżenie rozpuzzalnośi, którego nadmiar ulatnia ię do atmofery, o powoduje naruzenie równowagi węglanowowapniowej i w efekie wytrąa ię trudno rozpuzzalny węglan wapnia. Wytrąony węglan magnezu reaguje z wodą tworzą trudno rozpuzzalny wodorotlenek magnezu 5 Stopień twardośi Stopień mval/dm niemieki franuki angielki amerykańki Twardośi 1 mg CaO/dm 1 mg Ca /dm 1 mg Ca /galon 1 mg Ca /galon mval/dm 1,8 5,5, niemieki,57 1 1,79 1,5 1,4 franuki,,56 1,7,58 angielki,86,8 1,4 1,8 amerykańki,4,96 1,71 1, 1 6 Skala twardośi bardzo miękka miękka średnio twarda twarda bardzo twarda Twardość mval/dm o n 1,78 5 1,78,57 5 1,57 7,1 1 7,1 1,7 > 1,7 > Szzein: 1, o dh ujęie Skolwin 17,7 o dh ujęie Pilihowo 15,8 o dh ujęie Miedwie Pilihowo 1,8 o dh ujęie Miedwie 7 Źródło: 8 Przemył touje do produkji głównie wodę możliwie najbardziej miękką. Szzególne wymagania tawia ię wodzie kotłowej, przy zym wymagany topień zmiękzenia wzrata w miarę iśnienia panująego w kotle. W tym przypadku bierze ię pod uwagę nie tylko amą twardość, lez również rodzaj pozzególnyh związków wapnia i magnezu. Najmniej pożądanymi kładnikami ą iarzan i krzemian wapnia (twardy kamień kotłowy) oraz hlorek magnezu (korozja). 9 W wodah naturalnyh nie zawierająyh kwaśnyh węglanów odu i potau, twardość węglanowa odpowiada zaadowośi ogólnej, natomiat twardość niewęglanową obliza ię przez odjęie twardośi węglanowej od twardośi ogólnej. 5

6 Prote wkaźnikowe metody oznazania zaniezyzzeń organiznyh Pozotałość po prażeniu Próbkę wody odparowuje ię do uha i natępnie wypraża w temperaturze 5 o C. Związki organizne palają ię, o powoduje ubytek may. W zaie prażenia podlegają rozkładowi lub utleniają ię także niektóre związki nieorganizne w związku z zym jet to tylko przybliżona metoda oznazania umaryznej ilośi związków Suha pozotałość Zawieina ogólna Subtanje rozpuzzo ne Pozotałość po prażeniu Zawieina mineralna Subtanje rozpuzzne mineralne Straty przy prażeniu Zawieina lotna Subtanje rozpuzzone lotne organiznyh. 1 Suzenie 15 o C Suha Pozotałość Straty pozotalość po przy 1 prażeniu prażeniu Zawieina Zawieina Zawieina ogólna mineralna lotna Subtanje rozpuzzo ne 7 6 nierozpuzzalne zaniezyzzenia organizne 7 uma rozpuzzalnyh zaniezyzzeń organiznyh i nieorganiznyh Prażenie 5 o C Subtanje Subtanje rozpuzzne rozpuzzone 8mineralne 9 lotne 8 rozpuzzone zaniezyzzenia nieorganizne 9 rozpuzzone zaniezyzzenia organizne 1 uma zaniezyzzeń Organiznyh i nieorganiznyh uma zaniezyzzeń nieorganiznyh uma zaniezyzzeń organiznyh 4 uma nierozpuzzalnyh Zaniezyzzeń organiznyh i nieorganiznyh 5 nierozpuzzalne zaniezyzzenia nieorganizne Biohemizne zapotrzebowanie tlenu BZT (BOD Biologial Oxygen Demand) Związki organizne w warunkah tlenowyh w obenośi ubtanji pokarmowyh i przy udziale mikroorganizmów rozkładają ię biohemiznie. Otateznym produktem rozkładu ą związki nieorganizne. Miarą zawartośi związków organiznyh jet zużyie tlenu. Zwykle mierzy ię BZT 5, tj. zużyie tlenu przez okre 5 dób w temperaturze o C. Metoda pozwala określić zawartość związków łatwo rozkładalnyh. Pomiar BZT 5 jet przybliżoną metodą oznazania 4 związków organiznyh. BZT 5 dla zytyh wód wynoi zwykle kilka mgo /dm, dla wód zaniezyzzonyh kilkadzieiąt mgo /dm, a dla śieków przyjmuje wartośi rzędu kilkuet mgo /dm i więej. Chemizne zapotrzebowanie tlenu ChZT (Chemial Oxygen Demand D) Związki organizne utlenia ię w tandardowyh warunkah za pomoą ilnyh utleniazy np. nadmanganianu (utlenialność ChZT Mn ) lub dwuhromianu potau (ChZT Cr ). Wyniki podaje ię w ilośi zużytego tlenu. Jet to również oznazenie przybliżone, ponieważ nie obejmuje wzytkih związków organiznyh, a tylko te, które utleniają ię w danyh warunkah. ChZT wykazuje na ogół wyżze wartośi niż BZT

7 ChZT Mn mgo /dm Wody zyte kilka kilkanaśie Wody zaniezyzzone kilkadzieiąt Śieki kilkaet ChZT Cr mgo /dm kilka kilkadzieiąt do ~ kilkaet kilka tyięy 7 8 Pomiar indywidualnyh związków organiznyh Itotne znazenie w wodah powierzhniowyh ma kilkaet związków organiznyh, które wytępują w tężeniah wykrywalnyh i znaząyh z punktu widzenia ekologiznego i anitarnego. Najzęśiej toowane do do oznazania indywidualnyh związków organiznyh ą: hromatografia gazowa (GC), wyokoprawna hromatografia iezowa (HPLC), pektrometria maowa (MS) i metody pektrofotometryzne. Oznazanie hlorków Metoda Mohra 9 Miarezkowanie próbki zawierająej hlorki roztworem azotanu rebra wobe hromianu potau jako wkaźnika. W zaie miarezkowania wytrąa ię trudno rozpuzzalny oad AgCl: Pomiar odzynu i przewodnitwa Odzyn Ag Cl AgCl Gdy ała ilość jonów Cl zotanie wytrąona, nadmiar roztworu AgNO wytrąa hromian rebra, którego brunatnozerwone zabarwienie wkazuje na konie miarezkowania: Ag CrO 4 Ag CrO 4 41 Przewodnitwo S/m; ms/m; µs/m 4 7