Визначення жорсткості води

Шаповалов ЄвгенійНауковий співробітник НЦ «Мала академія наук України». Сфера наукових інтересів: екологія, біотехнологія, аналітична хімія, загальна хімія, органічна хімія, біохімія, харчова експертиза, фізіологія харчування. Переможець Всеукраїнського конкурсу студентських наукових робіт за напрямом «Хімічні технології» (2014 р.), ІІ місце у конкурсі найкращих дипломних робіт за напрямом «Біотехнологія» (2014 р). Автор посібників по використанню цифрових вимірників на уроках хімії та біології

Завдання роботи

  1. Ознайомитися з особливостями та типами жорсткості.
  2. Дослідити пробу води за показником жорсткість.
  3. Зробити висновки про відповідність води допустимим показникам та доцільність вживання.

Обладнання

  1. Бюретка, 25 мл, 1 мл.
  • Можна замінити на будь-яку іншу бюретку або піпетку з піпетдозатором
2. Колба конічна, 250 мл, 3 шт. 3. Піпетка мірна, 1-10 мл, 2 шт.
  • Можна замінити на піпетку Пастера
4. Піпетдозатори.
  • Можна замінити на грушу лабораторну
5. Піпетка мора, 50 мл, 1 шт
  • Можна замінити на мірний циліндр або інший точний мірний посуд, об'ємом 50 мл.
  Хімічні речовини:
  1. EDTA-Na2, Трилон Б, 0,05 н., 100 мл.
  2. NH4Cl-NH4OH, Амонійний буферний розчин, рН 10, 5 мл.
  3. Еріохром чорний.
  4. Дистильована вода.

Теоретична частина

Жорсткість води визначають за кількістю солей кальцію і магнію в ній. Якщо вода містить значні кількості таких солей, то таку воду називають жорсткою, а коли цих солей зовсім немає, або вони містяться в незначних кількостях, то м'якою.

Відрізняють тимчасову або карбонатну, жорсткість води і сталу. Тимчасова жорсткість обумовлюється наявністю кислих карбонатів (гідрокарбонатів) Кальцію та Магнію: Ca(HCO3)2 і Mg(HCO3)2, а стала - наявністю сульфатів і хлоридів Кальцію і Магнію: CaSO4, MgSO4, CaCl2 і MgCl2. Загальна жорсткість води є сумою тимчасової і сталої жорсткості.

Жорстка вода непридатна майже для всіх галузей виробництва. Для приготування їжі жорстку воду також не вживають, оскільки в ній погано розварюються м'ясо і овочі. Для пиття вона теж непридатна.

Допустимий норматив: 1,5-7 мг-екв/л.

 Приготування розчинів

  1. Аміачний буферний розчин.

У колбі 1000 мл розчиніть 67,5 г амоній хлориду (NH4Cl) в 570 мл 25% розчину аміаку. Після чого додайте 5 г трилону Б та доведіть до 1000 мл дистильованою водою.

  1. Трилон Б (ЕДТА).

8,4 г сухого трилону Б зважте в мірну колбу 1000 мл та доведіть до мітки дистильованою водою. Термін зберігання - 2 місяці.

  1. Еріохром чорний.

Приготування рідкого індикатора. У склянку місткістю 200 см3 внесіть 0,5 г еріохрому чорного Т, 20 см3 аміачного буферного розчину, ретельно перемішайте і додайте 80 см3 етилового спирту. Термін зберігання розчину в ємності з темного скла з притертою пробкою - не більше 10 діб.

Приготування твердого індикатора. 0,25 г еріохрому чорного Т змішайте з 50 г попередньо ретельно розтертого в ступці натрій хлориду. Термін зберігання сухої індикаторної суміші - не більше одного року.

УВАГА! ДОСЛІД ДОЦІЛЬНО ПРОВОДИТИ ТРИЧІ

Хід роботи

1. Залийте трилон Б до бюретки. https://youtu.be/6wVFYgfwf1E 2. У колбу 250 мл налийте 50 мл проби. https://youtu.be/7Lsyr-cB9lY 3. Додайте 4 краплі буферного розчину. https://youtu.be/tp9yACQfgfg 4. Додайте 3 краплі еріохрому чорного або приблизно 0,1 г сухого індикатору. https://youtu.be/B-7w1zw4FeU 5. Протитруйте трилоном Б з пурпурно-червоного або фіолетового кольору до синього. https://youtu.be/e1FLLBixusA

Аналіз даних

Розрахуйте жорсткість води за формулою: X= (V1*0.05*K*1000)/V2, де X - твердість води в ммоль/л; V1 - кількість розчину трилону Б, витраченого на титрування, мл; K - Поправочний коефіцієнт до нормальності розчину трилону Б (приймати за 1); V2 - Об'єм води, взятий для визначення, мл. X(мг-екв/л)=Х(ммоль/л)/2 Розвиток дослідження:
  1. Дослідіть пробу водопровідної води на вміст солей жорсткості.
  2. Додайте декілька крапель рідкого мила, перемішайте та повторіть дослід. Поясніть отриманий результат.