Жесткость воды

Жесткость воды. Природная вода, проходя через известковые горные породы и почвы, обогащается солями кальция и магния и становится жсткой. В жсткой воде при стирке белья увеличивается расход мыла, а ткань, впитывая соли, становится жлтой и быстро ветшает. Нерастворимые соли кальция и магния осаждаются на внутренних стенках паровых котлов и трубопроводов.

В жсткой воде хуже и дольше варятся овощи. Различают временную и постоянную жсткость воды. При наличии временной жсткости воды нагрев е приводит к выпадению осадков карбонатов CaCO3 и MgCO3. Временная жсткость вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов MgHCO32. Такая жсткость устраняется кипячением воды MgHCO32 MgCO3 H2O CO2 Постоянная жсткость обусловлена другими солями кальция и магния, она не устраняется кипячением воды. Осадки малорастворимых и практически нерастворимых солей CaSo4, CaSiO3, MgSiO3могут выпадать вследствие следующих причин 1. Повышение концентрации солей при выпаривании воды 2. Понижение растворимости солей при нагревании если соль обладает отрицательным температурным коэффициентом.

Для умягчения воды из не необходимо удалить все соли кальция и магния, как MgHCO32, так и MgSO4, MgCl2 и др. Это достигается обработкой природной воды различными осадителями 1. Действие известковой воды MgHCO32 CaOH2 CaMgCO32 2H2O, CaHCO32 CaOH2 2CaCO3 2H2O 2. Действие соды MgSO4 Na2CO3 MgCO3 Na2SO4 , 3CaCl2 2Na3PO4 Ca3PO42 6NaCl. Отметим, что один из указанных выше осадков, а именно карбонат магния кальция CaMgCO32, отвечает по составу природному веществу минералу доломиту, также широко распространнному, как и кальцит.

Он является важнейшим природным источником магния наравне с карналлитом KMgCl36H2O. В химической лаборатории и в промышленности используется полностью обессоленная вода для питья непригодна.

Для этого природную воду подвергают перегонке дистилляции. Такая дистиллированная вода является мягкой, подобно дождевой воде. С практической точки зрения например при эксплуатации паросиловых установок существенна именно форма образующихся осадков. Накипи отлагаются на поверхностях нагрева, снижая экономичность установки и могут привести к перегреву стенки поверхности нагрева. Шламы рыхлые осадки выпадают в объме воды и не опасны, поскольку могут быть удалены.

Поэтому все методы борьбы с жсткостью воды направлены либо на очистку воды от ионов солей жсткости, либо на искусственное осаждение солей жсткости в форме шламов. 10. Практическая работа Определение жсткости воды 10.1. Методы отбора проб. 1. Объм пробы воды для определения общей жсткости должен быть не менее 250 мл. 2. Если определение жсткости не может быть проведено в день отбора пробы, то отмеренный объм воды, разбавленной дистиллированной водой 11, допускается оставлять для определения до следующего дня. Пробы воды, предназначенные для определения жсткости не консервируют.

Аппаратура, материалы и реактивы. Посуда мерная лабораторная стеклянная по ГОСТ 20292-74 вместимостью пипетки 10,25,50,100 мл без делений Бюретка 25 мл. Колбы конические по ГОСТ 25336-82 вместимостью 250 мл. Капельницы по ГОСТ 25336-82. Трилон Б Аммоний хлористый Аммиак водный 20 раствор Гидроксиламин солянокислый Кислота соляная Натрий сернистый Натрий хлористый Спирт этиловый ректификованный Цинк металлический гранулированный Магний сернокислый фиксанал Хромогенчрный специальный ЕТ-100 индикатор Хромтмно-синий кислотный индикатор Все реактивы, используемые для анализа должны быть квалификации Чистый для анализов 10.2. Подготовка к анализу.

Дистиллированная вода, перегнанная дважды в стеклянном приборе, используется для разбавления проб воды. Приготовление 0,05 Н раствора трилона Б 9,31 г трилона Б растворяют в дистиллированной воде и доводят до 1 литра. Если раствор мутный, то его фильтруют.

Раствор устойчив в течение нескольких месяцев. Приготовление буферного раствора. 10 г хлористого аммония NH4Cl растворяют в дистиллированной воде, добавляют 50 мл 25 раствора аммиака и доводят до 500 мл дистиллированной водой. Во избежание потери аммиака раствор следует хранить в плотно закрытой склянке. Приготовление индикаторов. 0,5 индикатора растворяют в 20 мл буферного раствора и доводят до 100 мл этиловым спиртом. Раствор индикатора хромтмно-синего может сохраняться длительное время без изменения. Раствор индикатора хромогенчрного устойчив в течение 10 суток.

Допускается пользоваться сухим индикатором. Для этого 0,25 г индикатора смешивают с 50 г сухого хлористого натрия, предварительно тщательно растртого в ступке. Приготовление раствора сернистого натрия. 5г сернистого натрия Na2S9H2O или 3,7г Na2S5H2O растворяют в 100 мл дистиллированной воды. Раствор хранят в склянке с резиновой пробкой. Приготовление раствора солянокислого гидроксиламина. 1г солянокислого гидроксиламина NH2OHHCl растворяют в дистиллированной воде и доводят объм до 100 мл. Приготовление 0,1H раствора хлористого цинка.

Точную навеску гранулированного цинка 3,269г растворяют в 30 мл соляной кислоты, разбавляют 11. Затем доводят объм в мерной колбе дистиллированной водой 1л. Получают точный 0,1Н раствор. Разведением этого раствора вдвое получают 0,05Н раствор. Если навеска неточная больше или меньше, чем 3,269г, то рассчитывают количество миллилитров исходного раствора цинка для приготовления точного 0,05Н раствора, который должен содержать 1,6345 г цинка в 1 л. Приготовление 0,05Н раствора сернокислого магния.

Раствор готовят из фиксанола, прилагаемого к набору реактивов для определения жсткости воды и рассчитанного на приготовление 1 л 0,01Н раствора. Для получения 0,05Н раствора содержимое ампулы растворяют в дистиллированной воде и доводят объм раствора в мерной колбе до 200 мл. Установка поправочного коэффициента к раствору трилона Б. В коническую колбу вносят 10 мл 0,05Н раствора хлористого цинка или 10 мл 0,05Н раствора сернокислого магния и разбавляют дистиллированной водой до 100 мл. Прибавляют 5 мл буферного раствора, 5-7 капель индикатора и титруют при сильном взбалтывании раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке.

Окраска должна быть синей с фиолетовым оттенком при прибавлении индикатора хромтмно-синего и синего с зеленоватым оттенком при прибавлении индикатора хромогенчрный. Титрование следует проводить на фоне контрольной пробы, которой может быть слегка перетитрованная проба.

Поправочный коэффициент к нормальности раствора трилона Б вычисляют по формуле 10 K V где V количество раствора трилона Б, израсходованное на титрование, мл. 10.3. Проведение анализа. Определению общей жсткости воды мешают медь, цинк, марганец и высокое содержание углекислых и двууглекислых солей. Влияние мешающих веществ устраняется в ходе анализа. Точность определения при титровании 100 мл пробы составляет 0,05 мгэквл. В коническую колбу вносят 100 мл отфильтрованной испытуемой воды или меньший объм, разбавленный до 100 мл дистиллированной водой.

При этом суммарное содержание ионов кальция и магния во взятом объме воды не должно превышать 0,5 мгэкв. Затем прибавляют 5 мл буферного раствора, 5-7 капель индикатора или приблизительно 0,1 г сухой смеси индикатора хромочрного с сухим хлористым натрием и сразу же титруют при сильном взбалтывании 0,05Н раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке.

Окраска должна быть синей с зеленоватым оттенком. Если на титрование было израсходовано больше 10 мл 0,05Н раствора трилона Б, то это указывает, что в отмеренном объме воды суммарное содержание ионов кальция и магния больше 0,5 мгэкв. В таких случаях следует определение повторить, взяв меньший объм воды и разбавив его до 100 мл дистиллированной водой. Нечткое изменение окраски в эквивалентной точке указывает на присутствие меди и цинка. Для устранения влияния мешающих веществ к отмеренной для титрования пробе воды прибавляют 1-2 мл раствора сульфида натрия, после чего проводят испытание.

Если после прибавления к отмеренному объму воды буферного раствора и индикатора титруемый раствор постепенно обесцвечивается, приобретая серый цвет, что указывает на присутствие марганца, то в этом случае к пробе воды, отобранной для титрования, до внесения реактивов следует прибавить 5 капель 1 раствора солянокислого гидроксиламина и далее определять жсткость.

Если титрование приобретает крайне затяжной характер с неустойчивой и нечткой окраской в эквивалентной точке, что наблюдается при высокой щлочности воды, е влияние устраняется к пробе воды, отобранной для титрования, до внесения реактивов 0,1Н раствора соляной кислоты в количестве, необходимом для нейтрализации щлочности воды, с последующим кипячением или продуванием раствора воздухом в течение пяти минут. После этого прибавляют буферный раствор, индикатор и далее определяют жсткость. 10.4. Обработка результатов.

Общую жсткость воды в мгэквл вычисляют по формуле V0,05K1000 X V где V количество раствора трилона Б, израсходованное на титрование, мл K поправочный коэффициент к нормальности раствора трилона Б V объм воды, взятый для определения, мл. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 2 отн. Берем испытуемую воду в количестве 100 мл, в 2 колбы делаем параллельный анализ буферного раствора. Добавляем 5 мл буферного раствора в обе колбы, затем 5-7 капель индикатора хромтемно-синий, и начинаем титровать трилоном Б 0,1 норм. раств.

В первую пробу ушло 5,8 мл трилона Б, во вторую пробу ушло 5,8 мл. Обработка результатов 5,8 мл х 0,05 х 0,9930 х 1000 Х 2,8797 мл эквл 100 где, V 5,8 мл К 0,9930 V 100 мл ВЫВОД Содержание жесткости в воде находится в пределах нормы, так как пределом нормы является 1-10 мл х эквл.