Реферат: Химические свойства воды

Химические свойства воды

1.Реакция воды (Рп) должна быть 6,5-8,5. Определяют с помощью лакмусовой
бумажки (посинение красной - щелочная реакция; покраснение синей - кислая; цвет
не изменился - нейтральная).

2. Окисляемость воды - количество кислорода (мг) которое пошло на
окисление органических веществ в 1 л исследуемой воды. Определяют с помощью
титрованного раствора КМп04, который в кислой среде (Н₂ 80₄ ) окисляет
органические вещества, переходя в сернокислый Мп.

3. Сухой остаток воды - суммарное количество минеральных и органических веществ воде (10-15%).

4. Аммиак (допускается 0,1 мг/л). Если больше, то это указывает на давность загрязнения воды органическими веществами. Определяют с помощью реактива Несслера (йод, ртуть, калий). К 10 мл исследуемой воды прибавляют 2-3 капли реактива Несслера, определяют по изменению цвета (ГОСТ 1030-41): нет - 0,08 мг/л, чрезвычайно слабо-желтоватое - 0,2 мг/л, очень слабо-желтоватое - 0,4 мг/л, светло-желтоватое - 2,0 мг/л, желтое - 4,0 мг/л, мутновото-резко-желтое - 8,0 мг/л, интенсивно-бурое - 20,0 мг/л.

5. Нитриты (соли азотистой кислоты)(0,002-0,003 мг/л). образуются при
разложении остатков животных и растений. Определяют с помощью реактива Грисса
по изменению окраски из безцветной в розово-красную по шкале (к 10 мл воды + 1 мл
реактива Грисса).

6. Нитраты (соли азотной кислоты)(не более 10 мг/л). определяют с помощью
бруцина. К 1 мл исследуемой воды + 1 кристаллик бруцина + 2 мл Н₂ 80₄ . Если асть
азотная кислота, то появляется розовой цвет, переходящий в желтый.

7. Сульфаты (соли щелочно-земельных и щелочных металлов, а также окисление разложившихся белковых веществ животного происхождения). Метод определения основан на осаждении сульфат-ионов хлоридом бария (10 мл воды + 2 капли соляной кислоты + 5 капель 10% раствора ВаС1₂ , если есть - белая муть).

8. Хлориды могут быть минерального (ИаС1, КС1, М§С1₂ , СаС1₂ ) и органического происхождения (разложение мочи, фекалий) (300-350 мг/л). определение основано на реакции азотнокислоко серебра с хроридами воды.

9. Жесткость воды

Жесткость воды определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 4151-72. Жесткость воды измеряют в миллиграмм-эквивалентах в 1 л воды или в градусах. За 1° жесткости (немецкий) принимают 10 мг окиси кальция в 1 л воды. 1 мг*экв отвечает содержанию 28 мг окиси кальция и соответствует 2,8° жесткости.

По степени жесткости природную воду разделяют на:

• очень мягкую - до 1,5 мг*экв/л;

• мягкую - от 1,5 до 4 мг*экв/л;

• средней жесткости - от 4 до 8 мг*экв/л,

• жесткую от 8 до 12,5 мг*экв/л;

• очень жесткую - свыше 12,5 мг*экв/л.

Для поения крупного рогатого скота можно использовать воду с общей жесткостью до 80°, овец - до 60°, лошадей и свиней - до 40°.

Различают общую, устранимую и постоянную жесткость. Общая жесткость - сумма всех солей, содержащихся в воде. Устранимая жесткость (карбонатная) - определяется наличием в воде двууглекислых солей кальция и магния, которые при кипячении превращаются в нерастворимые углекислые соли (накипь). Постоянная жесткость (сульфатная) - содержание в воде сернокислых, хлористых солей, а также солей кальция, магния, за исключением бикарбонатов.

Определение устранимой жесткости . В колбу наливают 100 мл исследуемой воды, прибавляют 2 капли 0,1% раствора метилоранжа и титруют 0,1н раствором соляной кислоты до появления слабо-розового окрашивания. Чтобы точно уловить переход одного цвета в другой, для контроля рядом ставят колбу с исследуемой водой с добавлением к ней двух капель раствора метилоранжа. При титровании имеющиеся в воде бикарбонаты кальция и магния переходят в хлориды с выделением углекислоты:

Са(НС0₃ )₂ +2НС1=СаС1₂ + 2Н₂ 0+2С0₂

М§(НС0₃ )₂ +2НС1=МёС1₂ + 2Н₂ 0+2С0₂

0,1н раствор соляной кислоты, пошедший на титрование соответствует 2,8 г СаО, что видно из уравнения: СаО+2НС1=СаС1₂ + 2Н₂ 0

Одна молекула СаО содержит 2 г*экв, а молекулярная масса его равна 56. Отсюда 1 г*экв СаО составит 56/2=28 г. Следовательно, 1 мл 0,1 н раствор НС1 нейтрализует во взятой пробе воды (100мл) 2,8 мг СаО. При пересчете на 1 л воды результат равен 28 мг, или 2,8° жесткости. Умножая количество 0,1н раствора НС1 (мл) на 2,8, получаем показатель карбонатной жесткости.

Пример. На титрование 100 мл исследуемой воды израсходовано 3,4 мл 0,1н раствора соляной кислоты, следовательно устранимая жесткость будет равна 3,4 *2,8=9,52° жесткости.

Определение общей жесткости. После определения устранимой жесткости в ту же колбу с водой, уже оттитрованной добавляют из бюретки 20 мл щелочной смеси (раствор едкого натра + раствор углекислого натра) и кипятят в течение 3 мин. Под влиянием щелочной смеси кальций и магний выпадают в осадок, образуя углекислый кальций и гидрат окиси магния. После кипячения жидкость охлаждают до 20 градусов и туда доливают дистиллированную воду до объема 200 мл. 100 мл отфильтровывают в чистую мерную колбу + 2-3 капли 0,1% раствора метилоранжа и титруют 0,1н раствором соляной кислоты до слабо-розового окрашивания (следует помнить, что количество соляной кислоты, затраченное на титрование, удваивают). Полученное число показывает количество мл щелочного раствора, не вступившего в реакцию. Вычитая это число из 20 мл щелочного раствора, получают количество 0,1н раствора соляной кислоты, ушедшей на осаждение солей кальция и магния. Полученную разность умножают на 2,8 и получают показатель общей жесткости.

Пример. На титрование 100 мл фильтра израсходовано 6,9 мл 0,1 н раствора соляной кислоты. Следовательно, на 200 мл будет израсходовано 13,8 мл - это неизрасходованные мл из 20 мл щелочной смеси. Вычитая 13,8 мл из 20 мл щелочной смеси, находим количество соляной кислоты, израсходованной на осаждение солей кальция и магния (20-13,8=6,2 мл. Тогда общая жесткость исследуемой воды будет равна: 6,2*2,8=17,36°.

Постоянная жесткость - это разность между показателями общей и устранимой жесткости:

Общая жесткость равна - 17,36°, или 6,2 мг*экв/л

Устранимая жесткость — 9,52°, или 3,4 мг*экв/л

Постоянная жесткость - 17,36-9,52=7,84°, или 2,8 мг*же/л

Эффективность обеззараживания воды хлорной известью

При воздействии на воду любого из источников хлора активным (обеззараживающим) началом является хлорноватистая кислота (НОС1) и гипохлоритный ион (ОС1-).

Хлор, находящийся в виде хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона называют свободным активным хлором. При хлорировании воды примерно 1-2% активного хлора расходуется на бактерицидное действие. Большая часть хлора вступает в связь с легкоокисляющимися органическими и минеральными веществами воды. Все это и определяет количество хлора, необходимое для хлорирования исследуемой воды. Это явление называется хлорпоглощаемостью воды. Если же после хлорирования воды активный хлор оказался в избытке, в этом случае он называется остаточным. Таким образом, количество активного хлора в мг, необходимое для обеззараживания 1 л воды в течение 30-60 мин., называется хлорпотребностью. Последняя равна хлорпоглощаемость плюс остаточный активный хлор.

Определение содержания активного хлора в хлорной извести Реактивы: 1% раствор хлорной извести, 25% серная кислота, 10% раствор йодистого калия, 1% раствор крахмала (индикатор), 0,01 гипосульфита (1 мл которого связывает 1,269 г йода, что соответствует 0,355 мг хлора).

Ход работы: В колбу наливают 1мл хлорной извести, 50мл дистиллированной воды, 1мл (20 капель) серной кислоты, 2мл йодистого калия, 0,5 (15 капель) раствора крахмала. Затем смесь перемешивают и оставляют в темном месте на 3 минуты и титруют содержимое колбы раствором гипосульфита до появления слабо- желтого окрашивания. Затем дотитровывают раствором гипосульфита до полного обесцвечивания.

Активный хлор в 1 % растворе хлорной извести определяют по количеству израсходованного 0,01н раствора гипосульфита, учитывая, что 1 мл 0,01н раствора гипосульфита эквиваленте 0,355 мг хлора.

Определение хлорпотребности воды (дозы хлора) Реактивы: 1% раствор хлорной извести, 25% серная кислота, 10% раствор йодистого калия, 1% раствор крахмала.

Ход определения: Исследуемую воду разливают по 200 мл в три стакана. В первый стакан добавляют пипеткой 1 каплю, во второй 2 капли, в третий 3 капли 1% раствора хлорной извести. Воду в стаканах размешивают и оставляют в покое на 30 минут (в течение этого времени должен произойти процесс обеззараживания, т.е. окисления органических веществ и микроорганизмов). Затем в каждый стакан добавляют по 5 капель серной кислоты, 1мл раствора йодистого калия и 1мл (20 капель) раствора крахмала.

О дозе хлорирования ориентируются по числу капель раствора хлорной извести, внесенных в стакан, где вода окрасилась в слабо-синий цвет. Расчет потребного количества раствора хлорной извести на 1 литр исследуемой воды рассчитывают по формуле: Х= А*5/Б

А - число капель 1% раствора хлорной извести, внесенных в стакан с 200 мл воды; Б - число капель раствора хлорной извести в 1мл; 5 - число, на которое необходимо умножить объем воды для приведения его к 1 литру.

Обычно для чистой водопроводной воды расходуется 0,5-1,5 мг/л активного хлора, для загрязненной - 2,5-3,0 мг/л, для очень загрязненной - 20 мг/л и более.

Определение остаточного хлора в хлорированной воде Реактивы те же.

Ход определения: Наливают в стакан 200мл хлорированной воды, прибавляют 1мл серной кислоты, 2мл йодистого калия, 10 капель крахмала. Посиневшую воду титруют раствором гипосульфита до полного обесцвечивания. Расчет: Х=Ах5х0,355,где

А - количество мл гипосульфита, пошедшее на титрование. 5 - множитель для приведения его к 1 литру.

0,355 - количество мг хлора, которое связывает 1мл 0;01н гипосульфита.

Остаточного хлора должно быть не больше 0,5 мг на 1л. Если его больше, то воду необходимо дехлорировать. Для этого используют гипосульфит.