Определение активной реакции (рН) воды

(водородного показателя)

Под водородным показателем среды понимают наличие свободных, активных ионов водорода. Концентрацию их принято выражать значением рН от 1 до 14.

Значение рН 7 соответствует нейтральной среде, меньше 7 - кислой, больше 7 - щелочной.

Значение рН определяют электрометрическим и колориметрическими методами.

Для ориентировочного определения рН воды применяют различные индикаторные (лакмусовые) бумажки, а также универсальный индикатор со шкалой сравнения.

В полевых условиях реакцию (рН) воды определяют по изменению цвета лакмусовой бумажки. Посинение красной лакмусовой бумажки - означает, что реакция щелочная (рН > 7,0), покраснение синей - реакция кислая (рН < 7,0).

Для анализа с универсальным индикатором в пробирку, предварительно ополоснутую исследуемой водой, наливают 3-5 мл пробы и добавляют 2-3 капли индикатора. Содержимое перемешивают и по цвету раствора определяют значение рН:

Красно-розовый - 2,

Красно-оранжевый - 3,

Оранжевый - 4,

Желто-оранжевый - 5,

Лимонно-желтый - 6,

Желто-зеленый - 7,

Зеленый - 8,

Сине-зеленый - 9,

Фиолетовый - 10,

По саннормативу рН питьевой воды должен быть в пределах 6,0-9,0.

Определение жесткости воды

Жесткость воды, в основном, обуславливается наличием в ней углекислых, хлористых, сернокислых, фосфорнокислых, азотнокислых солей магния и калия.

Жесткость воды иногда может служить показателем ее загрязнения органическими веществами. В результате распада органических веществ образуется углекислота, которая может выщелачивать соединения кальция и магния из почвы.

При загрязнении воды щелочными водами жесткость ее повышается. Для хозяйственных и технических целей жесткая вода нежелательна.

Различают три вида жесткой воды: общую, устранимую (карбонатную) и постоянную.

Общая жесткость - жесткость сырой воды, обусловленная всей суммой катионов кальция и магния.

Устранимая - жесткость сырой воды, обусловленная гидрокарбонатами кальция и магния, которые при кипячении выпадают в осадок в виде накипи.

Постоянная - зависит от наличия сернокислых, хлористых и других солей кальция и магния. Постоянная жесткость сохраняется после одночасового кипячения.

Жесткость воды ранее выражалась в градусах. 1 мг-экв/л равен 2,8 градусу.

Определение устранимой (карбонатной) жесткости

Принцип метода основан на титровании карбонатов соляной кислотой в присутствии индикатора метилового оранжевого.

В основе метода лежит следующая реакция:

Са(НСО₃)₂+2НС1→СаС1+2СО;

Mg(HCO₃)₂+2HCl→MgCl+2CO;

Посуда и реактивы:

0,1 н. раствор соляной кислоты;

1%-ный водный раствор метилового оранжевого,

мерные пипетки;

конические колбы емкостью 150 мл;

пипетки.

Ход определения. В коническую колбу емкостью 150 мл наливают 100 мл исследуемой воды, прибавляют 2 капли метилового оранжевого и титруют 0,1 н раствором соляной кислоты до перехода желтой окраски в слабо-розовую. Титрование проводят три раза и вычисляют среднюю величину. Для контроля ставят колбу с той же водой с добавлением двух капель метилового оранжевого. Расчет производят по формуле:

a×k×0,1×1000

X = ---------------------, где:

V

 

X - карбонатная жесткость, в мг-экв/л;

а - количество 0,1 н. раствора HCI, израсходованной на титрование, мл;

0,1 - титр соляной кислоты;

к - поправочный коэффициент к титру 0,1 н. раствора HCI;

1000 - коэффициент перерасчета на 1 л;

V- объем исследуемой воды, мл.

Определение общей жесткости воды

В эту же колбу из бюретки приливают 20 мл щелочной смеси (равных частей 0,1 н. раствора Nа₂СО₃ и 0,1 н. раствора NaOH и кипятят 3 минуты).

Затем жидкость переливают в мерный цилиндр (или мерную колбу на 200 мл), доливают дистиллированной водой до 200 мл, перемешивают и фильтруют.

В колбу наливают 100 мл фильтрата, добавляют 2 капли индикатора метилового оранжевого и титруют 0,1 н. соляной кислотой до слабо-розового окрашивания.

Расчет производится по формуле:

X = 20×а× 2, где:

Х- общая жесткость, мг-экв/л;

20- количество щелочной смеси, мл;

а - количество кислоты пошедшей на титрование, мл;

2 - множитель.

Постоянная жесткость

Определяют ее по разности между общей и карбонатной жесткости.

По саннормативу общая жесткость воды должна быть не более 7(10*) мг-экв/л.

*Примечание: величина, указанная в скобках, может быть установлена по постановлению главного госсанврача региона для конкретной системы водоснабжения на основании санитарно-эпидемиологической обстановки и применяемой технологии водоподготовки.

Для поения животных допускается, в зависимости от зоны, использования воды с жесткостью (мг-экв/л): для крупного рогатого скота -10-18, овец -20-25, свиней - 8-14, лошадей -10-15.

Определение сульфатов

Вода с большим содержанием сульфатов натрия и магния имеет горький вкус, обладает слабительным действием, вызывая у животных расстройство пищеварения. Кроме того, сульфаты являются показателем загрязнения воды промышленными (неорганическими) отходами.

Приближенное количественное определение сульфатов в воде основано на учете степени помутнения воды от сульфата бария (BaSO₄), образующегося при взаимодействии сульфата-иона с хлоридом бария.

Реактивы:

1. 5% раствор хлористого бария ВаСI₂. Для приготовления этого раствора берут 10 г BaCI₂ и растворяют в 200 мл дистиллированной воды, затем нагревают до кипения.

2. 10% раствор соляной кислоты.

Методика определения.

В пробирку берут 5 мл исследуемой воды, подкисляют двумя каплями 10% раствора соляной кислоты, прибавляют 5 капель раствора хлористого бария.

При наличии сульфатов появляется белая муть из нерастворимого в кислотах сернокислого бария (BaSO₄), по интенсивности которой определяют приближенное количество сульфатов в воде (табл. 5).

Таблица 5

Шкала определения мутности.

Муть и осадок	Содержание сульфатов, мг/л
Слабая муть, появляющаяся через несколько минут Слабая муть, появляющаяся сразу Сильная муть Большой осадок, быстро выпадающий на дно	1-10 11-100 101-500 более 500

По саннормативу мутность по стандартной шкале должна быть не более 1,5 мг/л.

Определение хлоридов

Хлориды могут быть косвенным показательными загрязнения воды органическими веществами животного происхождения.

Качественная реакция.

Принцип определения основан на осаждении хлора нитратом серебра.

5 мл исследуемой воды наливают в пробирку и подкисляют 2-3 капли азотной кислоты, для исключения из реакции углекислых и фосфорнокислых солей. Затем прибавляют 3 капли 10% раствора азотнокислого серебра и определяют степень помутнения воды по табл. 6.

 

Таблиц 6

Шкала определения хлоридов.

Степень помутнения воды	Содержание хлоридов, мг/л
Слабая белая муть	1-10
Сильная муть	11-50
Медленно осаждающиеся хлопья	51-100
Белый творожистый осадок	более 100

 

Количественное определение.

Принцип метода основан на осаждении хлоридов нитратами серебра в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора. При титровании хлора нитратом серебра в осадок выпадает вначале хлористое серебро.

После связывания всего хлора, нитрат серебра вступает в реакцию с хромовокислым натрием, в результате чего образуется хромовокислое серебро шоколадно-красного цвета, а окраска титруемой жидкости переходит из зеленоватой в оранжево-желтую.

Реакция проходит по уравнению:

NaCl+AgNO₃=AgCl+NaNO₃ (осадок белого цвета)

2AgNO₂+K₂CrO₂=AgCrO₄+2KNO₃ (красно-бурый осадок)

Посуда и реактивы:

1. Титрированный раствор хлорида натрия (1мл которого содержит 1 мг хлора) готовят, растворяя 1,649 г химически чистого, высушенного при 105⁰С хлорида натрия в 1л дистиллированной воды.

Титрированный раствор нитрата серебра (1 мл которого может осадить 1 мг хлора) готовят, растворяя 4,7910 г нитрата серебра в 1 л дист. воды и хранят, в склянке из желтого стекла.

3. Нитрат серебра, 10% раствор.

4. Азотная кислота.

5. Раствор калия хромата (хромовокислого калия) готовят, растворяя 50 г нейтрального хромата калия в небольшом количестве дист. воды, прибавляя нитрат серебра до образования легкого красного осадка. Через 1-2 дня фильтруют и разбавляют дистиллированной водой фильтрат до 1 л.

6. Колба ёмкостью 1 л.

7. Колба коническая ёмкостью 250 мл.

Методика определения. В 2 конические колбы емкостью 250 мл вносят по 100 мл исследуемой воды (при большом содержании хлоридов берут по 10-50 мл и доводят до 100 мл дистиллированной воды). Прибавляют по 1 мл раствора хромата калия и одну пробу титруют из бюретки со стеклянным краном раствора нитрата серебра до появления слабооранжевого окрашивания. Вторую колбу ставят рядом с титруемой и постоянно сравнивают окраску на белом фоне.

Расчет ведут по формуле:

a×100

X = ----------, где.

V

X-содержание хлора в воде, мг/л;

а - количество раствора нитрата серебра, пошедшего на титровании, мл;

V- объем воды, взятой для определения в мл, по саннормативу, в питьевой воде допускаются содержание хлоридов до 350 мг/л.

 

 

4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗОТОСОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ

Цель занятия: изучить методы определения азотосодержащих веществ в воде.

Азотосодержащие вещества являются важным показателем загрязнения воды, т.к. они образуются при разложении белковых веществ, попадающих в нее с хозяйственно-фекальными и промышленными сбросами. Большая часть загрязнений происходит с ферм, загрязненная такими отходами вода будет отличаться высокими показателями окисляемости воды, почти полным отсутствием растворенного кислорода, наличием в воде аммиака, аммонийных соединений, нитратов, сульфатов, хлоридов.