Определение окисляемости воды

Цель работы: исследование природной воды на содержание в ней восстановителей органического и неорганического происхождения. Установление возможности использо­вания воды в целях водоснабжения.

Окисляемость воды – общее количество содержащихся в воде восста­новителей (неорганических и органических), реагирующих с сильными окислителями, например, перманганатом или дихроматом калия. Опреде­ление окисляемости с помощью перманганата калия основано на окисле­нии веществ, присутствующих в воде, раствором перманганата калия в сернокислой среде.

Результаты определения окисляемости выражаются в миллиграммах кислорода на 1 дм³ воды (мг О₂/дм³). Вода, используемая для хозяйствен­но-питьевых целей должна иметь окисляемость ~ 15 мг О₂/дм³, культурно-бытовых - 30 мг О₂/дм³.

Приборы и реактивы: электрическая плитка или водяная баня; бю­ретка вместимостью 25 или 50 см³; колбы вместимостью 250 — 300 см³; стеклянные капилляры; цилиндры мерные вместимостью 10, 25 см³; пи­петки вместимостью 25 или 10 см³, воронка.

Растворы: кислоты серной - 1:3; перманганата калия, кислоты щаве­левой – 0,01 н.

Порядок выполнения. Поместите в колбу для титрования 100 см³ исследуемой воды и несколько капилляров. Прилейте 5 см³ серной кисло­ты (1:3) и добавьте 10 см³ перманганата калия. Смесь нагрейте так, чтобы она закипела за 5 мин и кипятите точно 10 мин, закрыв колбу маленькой конической воронкой для уменьшения испарения. К горячему раствору прибавьте 10 см³ щавелевой кислоты. Обесцвеченную горячую смесь (80-90 °С) титруйте раствором перманганата калия до слабо-розового ок­рашивания (V₁).

Если в процессе кипячения раствор обесцветится, то определение по­вторите, разбавив исследуемую воду. Определение также повторите, если при титровании щавелевой кислоты расходуется более 7 см³ или менее 2 см³ перманганата калия.

Одновременно проведите холостой опыт со 100 см³ дистиллирован­ной воды. Расход раствора перманганата калия (V₂) не должен превышать 0,3 см³.

 

Обработка результатов опыта и выводы

Величину перманганатной окисляемости (мг О₂/дм³) рассчитайте по формуле

X = (V_t – V₂)н∙8∙1000/V(H₂O),

где н – эквивалентная концентрация перманганата калия, моль/дм³; 8 –эквивалентная масса кислорода, г/моль; V(H₂O) - объем исследуемой во­ды, см³.

Сделайте вывод о пригодности воды для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования.

Лабораторная работа 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ХЛОРИДОВ И СУЛЬФАТОВ

Цель работы: определение содержания в воде хлоридов и сульфатов с целью использования ее для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд.

Приборы и реактивы: штатив с пробирками; набор пипеток; колба мерная вместимостью 100 см³; цилиндр мерный вместимостью 10 и 25 см³; капельница с раствором нитрата серебра (ω = 10 %).

Растворы: НС1 – 1:5; ВаС1₂ – 5 %.

Порядок выполнения, а) Качественное определение с приближен­ной количественной оценкой

В пробирку отберите 5 см³ исследуемой воды и добавьте 3 капли рас­твора нитрата серебра. Используя табл. 9. определите приближенное со­держание хлоридов.

Таблица 9

 

Осадок или муть	Концентрация СГ, мг/дм^3
Опалесценция или слабая муть	1-10
Сильная муть	10-50
Образуются хлопья, но осаживаются не сразу	50-100
Белый объемистый осадок	Более 100

Если содержание хлоридов будет больше 100 мг/дм³, то разбавьте ис­следуемую воду в 10 раз, для чего 10 см³ исследуемой воды (пипеткой) поместите в мерную колбу вместимостью 100 см³ и разбавьте до метки дистиллированной водой, затем вторично проделайте опыт с разбавленной водой.

 

б) Качественное определение содержания сульфатов В пробирку внесите 10 см³ исследуемой воды, добавьте 5 см³ соляной кислоты (1:5) и 2 см³ раствора хлорида бария, полученный раствор пере­мешайте. Приблизительное содержание сульфатов определите по осадку или мути, используя данные табл. 10.

Таблица 10

 

Характер осадка	Концентрация SO4^2-, мг/дм^3
Отсутствие осадка	<5
Слабая муть, появляющаяся через несколько минут	5-10
Слабая муть, появляющаяся сразу после добавления хлорида бария	10-100
Сильная муть, быстро осаждающаяся	> 100

Если содержание сульфатов будет больше 100 мг/дм³, то разбавьте исследуемую воду в 10 раз, как в опыте (а) и вторично определите содер­жание сульфатов в разбавленной воде. Сделайте вывод о пригодности во­ды для водоснабжения, если ПДК: Cl^- < 300 мг/дм³; SO₄^2- < 500 мг/дм³.

Лабораторная работа 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЕ ЖЕЛЕЗА

Цель работы: Определение содержания в воде Fe_общ с использовани­ем реакций окисления-восстановления и установления возможности ис­пользования воды в целях водоснабжения.

Приборы и реактивы: штатив с пробирками; персульфат калия; шпатель; капельница.

Растворы: KSCN ω = 50 %; НС1^- ω = 1,12 г/см³; ρ = 1,12.

Порядок выполнения. В пробирку налейте приблизительно 10 см³ исследуемой воды, добавьте 2–4 капли НС1, несколько кристаллов пер­сульфата калия и 4-5 капель раствора KSCN. После внесения каждого ре­актива содержимое пробирки тщательно перемешайте. Приближенное со­держание железа определите в соответствии с табл. 11.

 

Таблица 11

 

Окрашивание при рассмотрении с боку	Окрашивание при рассмотрении сверху вниз	Содержание железа мг/дм^3
Окрашивания нет	Окрашивания нет	<0,05
Едва заметное желтовато-розовое	Очень слабое желтовато-розовое	0,10
Очень слабое желтовато-розовое	Слабое желтовато-розовое	0,25
Слабое желтовато-розовое	Светло желтовато-розовое	0,50
Светло желтовато-розовое	Желтовато-розовое	1,00
Сильное желтовато-розовое	Желтовато-красное	2,00
Светло желтовато-красное	Ярко-красное	>2,00

По интенсивности окрашивания определите содержание железа. Сде­лайте вывод о пригодности воды, если для Fe_общ, ПДК < 0,3 мг/дм³.

Контрольные вопросы

1 Что такое вода? Какова ее роль в жизни человека?

2 Что такое водные ресурсы?

3 Какие основные показатели предъявляются к качеству воды? Ка­
кие вещества считаются вредными для здоровья человека?

4 Опишите способы очистки воды.

5 Какие мероприятия необходимо проводить для защиты водных
ресурсов?

6 Нормирование качества воды в водоемах.

7 Очистка сточных вод от твердых частиц (процеживание, отстаи­
вание, отделение твердых примесей в поле действия центробежных сил,
фильтрование)

8 Очистка сточных вод от маслопродуктов (отстаивание, отделение
маслопродуктов в поле действия центробежных сил, флотация, фильтро­
вание).

9 Очистка сточных вод от растворимых примесей (экстракция,
сорбция, нейтрализация, электрокоагуляция, ионнообменные методы, озо­
нирование).

10 Очистка сточных вод от органических примесей.

11 Оборотные системы водоснабжения (локальные).

12 Методы контроля качества воды.

13 Утилизация и ликвидация сточных вод.

 

14 Присутствие каких солей в природной воде обусловливает жест­
кость?

15 Почему жесткость обусловленная присутствием в воде гидрокар­
бонатов кальция и магния называется временной?

16 Напишите уравнение химических реакций, которые происходят с
жесткой водой при: а) кипячении; б) добавлении соды; в) добавлении гид-
роксида кальция; г) добавлении фосфата натрия.

17 Перечислите различные способы удаления из воды солей, обу­
словливающих постоянную жесткость.

18 В чем заключается катионитовый способ умягчения воды? На­
пишите соответствующие уравнения уравнения реакций.

19 С помощью каких химических реакций можно обнаружить в при­
родной воде ионы Са²⁺, 2Cl^-, SO₄ ^2-.

Лабораторная работа 6