Определение сухого и прокаленного остатков и жесткости воды

Сухой остаток – это масса остатка, полученная при выпаривании пробы воды и высушивании при 103...105 °С до постоянной массы. Масса сухого остатка характеризует приближенно суммарное количество органических и минеральных соединений, содержащихся в пробе воды.

Сухой остаток в воде источника хозяйственно-питьевого назначения и в питательной воде не должен превышать 1000 мг/л, так как употребление человеком воды с повышенным солесодержанием вызывает различные заболевания. По общей минерализации различают следующие типы вод: ультрапресные – < 0,2 г/л; пресные – 0,2 …0,5 г/л; с относительно повышенной минерализацией – 0,5 … 1,0 г/л; солоноватые – 1,0 …3,0 г/л; соленые – 3,0 …10,0 г/л; с повышенной соленостью 10,0 …35,0 г/л; переходные к рассолам – 35,0 …50,0 г/л; рассолы – 50,0 …400 г/л.

Прокаленный остаток – это масса вещества, оставшегося после прокаливания сухого остатка при температуре» 600 °С. Прокаленный остаток характеризуется приближенным содержанием минеральных соединений, содержащихся в исследуемой пробе, т.к. органические вещества выгорают (окисляются до простых неорганических соединений H₂O, CO₂, NO_x, SO₂). По разнице в массах сухого и прокаленного остатка можно судить о приближенном содержании органических соединений в исследуемой воде.

Катионы Са²⁺, Мg²⁺ и тяжелых металлов обусловливают жесткость воды. Поскольку в природных водах значительно преобладают ионы Са²⁺ и Мg²⁺ (40% от общего содержания катионов), то общую жесткость природных вод характеризуют суммой концентраций этих ионов в воде, выраженной в мг-экв/л. Ионы Са²⁺ и Мg²⁺ связаны в воде с анионами НСО₃^-, SO₄^2-, Cl^-, CO₃^2- и др. Жесткость воды, обусловленную наличием гидрокарбонатов и карбонатов магния и кальция, называют карбонатной жесткостью. Карбонатную жесткость называют также временной или устранимой, поскольку ее можно удалить кипячением воды. При кипячении образуются малорастворимые и нерастворимые карбонаты, выпадающие в осадок. Жесткость воды, обусловленную содержанием гидроксидов, хлоридов, сульфатов, нитратов, фосфатов и других соединений, называют некарбонатной жесткостью. Некарбонатная жесткость является постоянной или неустранимой, так как соединения, определяющие этот вид жесткости, при кипячении не образуют малорастворимые осадки и не удаляются кипячением.

Жесткость природных вод зависит от контактирующих с ними пород, климатических условий. Наиболее мягкими являются воды атмосферных осадков (0,07...0,1 мг-экв/л). Очень малую жесткость имеют воды Карелии, т.к. они омывают трудно растворимые гранитные породы. Грунтовые воды Донбасса, Белгородской области имеют высокую жесткость (18...20 мг-экв/л) поскольку формируются под воздействием меловых и доломитовых пород. По величине общей жесткости воды делятся на следующие группы, мг-экв/л: очень мягкая – 1,5, мягкая – 1,5...3,0, средней жесткости –3,0...5,4, жесткая – 5,4... 10,7, очень жесткая – более 10,7.

Обычно принимают, что общая жесткость питьевой воды не должна превышать 7 мг-экв/л. Для большинства живых организмов более благоприятны воды умеренной жесткости, т.к. с водой в организм поступает необходимое количество кальция. В этом отношении мягкие воды менее желательны.

Цель работы: ознакомиться с содержанием основных групп соединений, содержащихся в воде, и простейшими методами их определения.

Оборудование: муфельная печь, сушильный шкаф, водяная база, аналитические весы, фарфоровые иди кварцевые чашки на 50 мл.

Реактивы: 0,1 н. раствор трилона Б, раствор серной кислоты, аммиачная буферная смесь, раствор индикатора темно-синего хрома, раствор индикатора метилового оранжевого.

Порядок выполнения работы

Определение сухого остатка

В прокаленную, охлажденную и взвешенную формовую или кварцевую чашку помещают 30...35 мл анализируемой пробы воды. Воду выпаривают на водяной бане досуха. Затем переносят чашку с остатком в сушильный шкаф и высушивают до постоянной массы при 103...105 °С. Содержание сухого остатка, мг/л, рассчитывают по формуле

,

где а – масса чашки с сухим остатком, мг; b – масса пустой чашки, мг; V - объем анализируемой пробы воды, мл.