Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
Akademia Górniczo – Hutnicza
im. Stanisława Staszica w Krakowie
Ćwiczenie nr 1: Oznaczanie podstawowych parametrów wody.
Technologia Wody i Ścieków,
Ćwiczenia laboratoryjne.
Prowadząca: mgr Agnieszka Bożęcka
Wykonali:
Paweł Sobczak
Piotr Musiał
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii
kierunek: Ochrona Środowiska
studia zaoczne, rok III, semestr IV, grupa 2
Data wykonania ćwiczenia: 2013.05.25
1. Wstęp teoretyczny.1.1. Zasadowość ogólna i zasadowość alkaliczna (mineralna).Zasadowość jest to zdolność wody naturalnej do zobojętniania mocnych kwasów mineralnych. Właściwości te nadają wodzie obecne w niej węglany, wodorowęglany i wodorotlenki oraz występujące w mniejszych ilościach krzemiany, borany, fosforany, amoniak, zasadowe związki organiczne i sole hydrolizujące z odczynem zasadowym. W wodach naturalnych (o pH poniżej 8,3) występują zazwyczaj wodorowęglany i węglany wapnia i magnezu, a także w niewielkich ilościach wodorowęglany magnezu.
W zależności od zakresu pH wody i ścieków rozróżnia się zasadowość alkaiczną (mineralną) i zasadowość ogólną.
Zasadowość mineralna – jest ilościowym wskaźnikiem zawartości jonów wodorotlenkowych i węglanowych, oznaczamy ją przez miareczkowanie próbki mocnym kwasem do pH=8,3 w obecności fenoloftaleiny lub potencjometrycznie.
Zasadowość ogólna – jest ilościowym wskaźnikiem zawartości jonów węglanowych, wodorowęglanowych, wodorotlenkowych i innych anionów pochodzących z dysocjacji soli słabych kwasów i mocnych zasad. Zasadowość ogólną oznaczamy przez miareczkowanie próbki mocnym kwasem do pH=4,5, wobec oranżu metylowego lub potencjometrycznie.
W zależności od związku, który nadaje wodzie charakter zasadowy, rozróżnia się: zasadowość wodorowęglanową ZHCO3-, wodorotlenowąZOH-, węglanowąZCO32-.
Wody kwaśne – w zakresie pH poniżej 4,5 nie mają zdolności do neutralizacji kwasów – nie mają zasadowości.
1.2. Kwasowość mineralna i kwasowość ogólna.Kwasowość wody naturalnej jest zdolność wody do zobojętniania mocnych zasad lub węglanów. Kwasowość wody wywołana jest obecnością ditlenku węgla i niekiedy obecnością słabych kwasów organicznych (np. kwasów humusowych) lub mocnych kwasów mineralnych (zanieczyszczenia ściekowe, kwaśne deszcze). Kwasowość również może być rezultatem hydrolizy soli słabych kwasów i zasad powszechnie używanych w procesie uzdatniania wody, np. soli żelaza lub glinu.
Rozróżniamy dwa rodzaje kwasowości: kwasowość mineralną i kwasowość ogólną.
Kwasowość mineralna jest to ilościowy wskaźnik zawartości mocnych kwasów mineralnych. Kwasowość mineralną oznaczamy przez miareczkowanie próbki mocną zasadą do pH=4,5 wobec oranżu metylowego lub potencjometrycznie.
Kwasowość ogólna jest to ilościowy wskaźnik zawartości mocnych kwasów i soli mocnych kwasów i słabych zasad, oznaczamy ją przez miareczkowanie próbki mocną zasadą do pH=8,3, wobec fenoloftaleiny lub potencjometrycznie.
Wody naturalne w zależności od swego odczynu mogą jednocześnie wykazywać zasadowość i kwasowość. Dotyczy to głównie wód o wysokiej twardości węglanowej i stężeniu CO2. Kwasowość tych wód powodowana jest wtedy wyłącznie przez kwas węglanowy. Zakres występowania zasadowości i kwasowości w wodach naturalnych w zależności od pH przedstawia poniższy diagram.
Kwasowość wody pitnej ma znaczenie jeżeli jest wywołana przez kwasy mineralne lub produkty hydrolizy soli, gdyż zawarte w wodzie mocne kwasy mogą rozpuszczać szkodliwe dla zdrowia metale i nadawać wodzie cechy niepożądane – rozpuszczać metalowe przewody, rurociągi, zbiorniki itp. Kwasowość wody, szczególnie mineralna jest również niepożądana w wodach dla celów przemysłowych, gdyż powoduje korozję.
1.3. pH.pH – jest to ujemny logarytm dziesiętny aktywności jonów hydroniowych wyrażonych w molach na decymetr sześcienny:
pH=-log10H3O+, [moldm3].
Skala pH jest to ilościowa skala kwasowości i zasadowości roztworów wodnych. Skala pH wynosi od 0 – 14, gdzie roztwory o pH=0÷7 są to roztwory o odczynie kwaśnym, o pH=7 – obojętne, a o pH=7÷14 – roztwory o odczynie zasadowym.
1.4. Przewodność właściwa.Sole i gazy rozpuszczone w wodzie (np. CO2 z powietrza) mają wpływ na jej przewodność właściwą. Wielkość przewodności właściwej wody może być zatem parametrem charakteryzującym zawartość tych substancji w wodzie, a co za tym idzie miarą określającą przydatności wody do picia.
Przewodnictwo właściwa wody (konduktywność) jest to zdolność roztworu wodnego do przewodzenia prądu elektrycznego. Definiuje się ją jako odwrotność oporu właściwego słupa cieczy zawartego pomiędzy elektrodami o powierzchni 1cm2 oddalonymi od siebie o 1cm. Ponieważ przewodnictwo zależy od stężenia elektrolitu oraz jego rozpadu na jony, może być ono pośrednią miarą stężenia substancji rozpuszczonych o charakterze jonowym. Nie dotyczy to związków organicznych, które nie mają zdolności przewodzenia prądu.
2. Cel ćwiczenia i opis ćwiczenia.Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami oznaczania wybranych parametrów wody. Podczas ćwiczenia dokonywaliśmy:
· oznaczania zasadowości wobec fenoloftaleiny –oznaczanie polega na dodaniu fenoloftaleiny do próbki wody (3-4 krople) i jeżeli próbka zabarwi się na kolor różowy to należy wykonać miareczkowanie tartanem (roztworem HCl, dla wody destylowanej 0,05M, a dla wody pitnej 0,1M) aż do zaniku zabarwienia. W przeciwnym wypadku, jeżeli woda się nie zabarwi, oznacza to brak zasadowości.
· oznaczania zasadowości całkowitej – oznaczenie polega na dodaniu ok. 2-3 kropli oranżu metylowego i jeżeli dojdzie do zmiany zabarwienia próbki na kolor żółty to należy wykonać miareczkowanie roztworem NaOH (dla wody pitnej 0,1M, dla wody destylowanej 0,05M) aż do zmiany zabarwienia na kolor pomarańczowy. Natomiast, jeżeli próbka od razu zabarwi się na kolor pomarańczowy (czerwony), oznacza to brak zasadowości całkowitej.
· oznaczanie kwasowości mineralnej – oznaczenie polega na dodaniu ok. 2-3 kropli oranżu metylowego i jeżeli dojdzie do zmiany zabarwienia próbki na kolor pomarańczowy (czerwony) to należy wykonać miareczkowanie roztworem NaOH (dla wody pitnej 0,1M, dla wody destylowanej 0,05M) aż do zmiany zabarwienia na kolor żółty. Natomiast, jeżeli próbka od razu zabarwi się na kolor żółty, oznacza to brak kwasowości mineralnej.
· oznaczanie kwasowości ogólnej – oznaczenie polega na dodaniu ok. 5 kropli fenoloftaleiny i jeżeli nie dojdzie do zmiany zabarwienia próbki – pozostanie bezbarwna to należy wykonać miareczkowanie roztworem NaOH (dla wody pitnej 0,1M, dla wody destylowanej 0,05M) aż do zmiany zabarwienia na kolor słabo różowy. Natomiast, jeżeli próbka od razu zabarwi się na kolor różowy, oznacza to brak kwasowości ogólnej.
Oznaczeń dokonywaliśmy na dwóch próbkach, po 100 cm3 wody pitnej i 200cm3wody destylowanej. Jeżeli objętość titrana użytego do miareczkowania wyniosła poniżej 1cm3 to oznaczenia powtórzono dla dwukrotnej objętości wody – 200cm3 (w przypadku wody pitnej).
· pomiaru pH za pomocą skalibrowanego pehametru.
· pomiaru przewodności właściwej za pomocą skalibrowanego konduktometru.
3. Zestawienie i opracowanie wyników.3.1. Zasadowość alkaliczna – mineralna Zp.· Po dodaniu fenoloftaleiny woda destylowana nie zabarwiła się na kolor różowy – brak zasadowości. Wynika z tego, iż wartość Zp=0.
· Po dodaniu fenoloftaleiny woda pitna nie zabarwiła się na kolor różowy – brak zasadowości. Wynika z tego, iż wartość Zp=0.
3.2. Zasadowość całkowita Zm.· Po dodaniu oranżu metylowego woda destylowana zabarwiła się na kolor żółty – zasadowość całkowita występuje. Miareczkowania dokonano na próbce wody destylowanej (200cm3) dwukrotnie i ilość zużytego roztworu HCl wyniosła: b1=0,65ml oraz b2=0,56ml.
Zm1=b1∙cHCl∙1000V=0,65∙0,05∙1000200=0,1625 mvaldm3;
Zm2=b2∙cHCl∙1000V=0,56∙0,05∙1000200=0,14 mvaldm3;
Zm=0,1625+0,142=0,15 mvaldm3;
gdzie:
Zm – zasadowość całkowita dla wody destylowanej lub pitnej, [mval/dm3],
b – objętość roztworu HCl użytego do miareczkowania, [cm3],
cHCl – stężenie roztworu HCl użytego do miareczkowania, [mol/dm3],
V – objętość próbki wody użytej do badania.
· Po dodaniu oranżu metylowego woda pitna zabarwiła się na kolor żółty – zasadowość całkowita występuje. Miareczkowania dokonano na próbce wody destylowanej (100cm3) dwukrotnie i ilość zużytego roztworu HCl wyniosła: b1...