Определение минерализации воды  по удельной электропроводности

Сущность метода. Анализ основан на определении удельной электропроводности воды.

Реактивы и оборудование

Кондуктометр

Высокий стакан

Ход определения. Отобранную воду комнатной температуры наливают в стакан и опускают в нее электрод кондуктометра. Ячейка электрода должна быть полностью погружена в воду. Воду перемешивают электродом и снимают показания прибора в режиме «удельная электропроводность» в мкСм/см или в пересчете на хлорид натрия в мг/дм³ .

 

Концентрация ионов водорода и гидроксильных ионов

 

Небольшая часть молекул воды диссоциирована на катионы водорода и гидроксид-анионы.

Н₂О = Н⁺ + ОН ^-

Константа диссоциации воды

 

 

Т.к. концентрация недиссоциированных молекул воды величина практически постоянная, то ее можно ввести в константу

 

Таким образом, произведение концентраций катионов водорода и гидроксид-анионов является величиной постоянной при постоянной температуре. Экспериментально установлено, что в химически чистой воде молярные концентрации этих ионов равны и составляют 10^-7 моль/дм³ при 25°С, а значит, величина произведения концентраций равна 10^-14. Это произведение сохраняет постоянную величину и в присутствии веществ, при диссоциации которых образуются протоны или гидроксид-ионы, что позволяет определить концентрацию одного из них, зная концентрацию другого. Практически чаще определяют концентрацию водородных ионов.

Водородный показатель (рН)

 

Поскольку концентрация водородных ионов может иметь самое различное значение и различаться на несколько порядков, принято выражать ее величиной рН, представляющей собой десятичный логарифм  молярной концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком:

 pH = - lg [H⁺ ]  [ H⁺ ] = 10 ^{- pH}

Определение концентрации водородных ионов осуществляется в интервале от 1 до 10 ^{– 14}  моль-экв /дм³, что соответствует величине рН от 0 до 14. Величина рН нейтральных растворов равна 7, кислых меньше 7, щелочных – больше 7.

Активная реакция большинства природных вод близка к нейтральной (рН 6,8 – 7,3). Постоянство рН природных вод обеспечивается присутствующей в них буферной системы, состоящей из растворенной в воде угольной кислоты и гидрокарбонатов. На величину рН может оказать влияние повышенное содержание гуминовых веществ, основных карбонатов и гидроокисей, возникающих вследствие поглощения СО₂ в процессе фотосинтеза, а в отдельных случаях – также и повышенное содержание солей, подверженных гидролизу. Более низкие значения рН могут наблюдаться в кислых болотных водах за счет повышенного содержания гуминовых и фульвокислот. Летом при интенсивном фотосинтезе рН может повышаться до 9. Постоянство рН природных вод имеет большое значение для нормального протекания в воде различных биологических и физико-химических процессов, а также для использования ее в быту и промышленности. Реакция среды почти не изменяется при различных процессах обработки воды: хлорировании, коагуляции, известковании и т.д.

Изменение рН воды свидетельствует о загрязнении воды продуктами распада органических соединений, стоками предприятий и др.

 Величина рН воды – один из важнейших показателей качества вод. Она имеет большое значение для химических и биологических процессов, происходящих в природных вода. От нее зависит развитие и жизнедеятельность гидробионтов, микроорганизмов; устойчивость различных форм миграции элементов, агрессивное действие воды на металлы и бетон. Величина рН также влияет на процессы превращения различных форм биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ.

Величина рН воды водоемов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного назначения регламентируется в пределах 6,5–8,5, питьевой воды централизованного водоснабжения в пределах 6–9.

Величину рН определяют колориметрическим или потенциометрическим методами. Результаты определений выражаются в единицах рН и лишь в исключительных случаях – в миллимолях-эквивалентов водородных ионов или гидроксид-анионов в 1 дм³.

В результате происходящих в воде реакций, рН часто может изменяться, поэтому рекомендуется проводить определение немедленно после отбора пробы. Если это невыполнимо, следует доставлять пробу к месту анализа в особой бутылке. Анализ необходимо проводить в кратчайший срок.