WWW.NET.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет ресурсы
 

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЁСТКОСТИ ВОДЫ Методические указания к лабораторной работе по курсу «Общая экология» для студентов специальности 020801.65 (013100) – ЭКОЛОГИЯ ...»

Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого

Факультет естественных наук и природных ресурсов

Кафедра химии и экологии

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЁСТКОСТИ ВОДЫ

Методические указания к лабораторной работе

по курсу «Общая экология»

для студентов специальности

020801.65 (013100) – ЭКОЛОГИЯ

Великий Новгород

2006 г Определение жёсткости воды: Методические указания к лабораторной работе / Сост. А. Р. Дадаева. – Великий Новгород: НовГУ, 2006.

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшим свойством природных вод является их жесткость. Если в воде находятся ионы металлов, образующие с мылом нерастворимые соли жирных кислот, то в такой воде затрудняется образование пены при стирке белья или мытье рук, вследствие чего возникает ощущение жесткости. Отсюда и возникло понятие "жесткой" воды.

Жесткость природных вод более всего обусловлена содержанием в них растворимых солей кальция и магния.

Для промышленного водоснабжения жесткая вода почти всегда является нежелательной, а иногда и недопустимой, нежелательна она и для бытовых нужд. К тому же некоторые соли, обусловливающие постоянную жесткость природных вод, способствуют разрушению (коррозии) металлических и бетонных конструкций.

Возможность коррозии бетона следует учитывать при строительстве зданий и сооружений и предусматривать меры защиты. В каждом отдельном случае надо, прежде всего, выяснить характер возможного воздействия среды на бетон, в том числе и природных вод. Для этого 'необходимо знать их важнейшую характеристику -жесткость.



В данных методических указаниях излагаются методики определения временной и постоянной жесткости воды, а также способы ее устранения.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель работы - научиться определять временную и общую жесткость воды.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Жесткость, вызванная присутствием гидрокарбонатов кальция и магния, называется временной жесткостью, поскольку устраняется при кипячении.

Жесткость, обусловленная хлоридами и сульфатами этих металлов, не устраняется при кипячении. Этот вид жесткости называется постоянной жесткостью* Суммарная жесткость воды носит название общей жесткости. Жесткость воды (степень жесткости) принято выражать в миллиэквивалентах ионов Са2+ и Mg24" в 1 л воды (мэкв/л), 1 мэкв/л соответствует содержанию в I л воды 20,04 мг кальция или 12,16 мг магния.

В зависимости от содержания ионов Са2+ и Mg24" природные воды делятся на следующие группы :

Величина общей жесткости, мэкв/л Группа воды до 2 мягкая 2...6 средней жесткости 6...10 жесткая более 1 0 очень жесткая

ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ ЖЕСТКОСТИ ПРИРОДНЫХ ВОД

В промышленности жесткая вода, используемая для питания паросиловых установок, приносит особенно большой вред. При работе паровых котлов в жесткой воде, содержащей Са(НСОз)2? Mg(HCO3)2 или CaSO4, на внутренней поверхности стенок котла образуется слой накипи, уменьшающий их теплопроводность и тем самым понижающий коэффициент полезного действия установки. Замедленная теплопередача через стенки котла приводит к их перегреву и вследствие этого к ускоренной коррозии (окислению кислородом воздуха). В результате прочность стенок котла постепенно понижается, что может привести к его взрыву.





Образование осадка (накипи) при использовании воды, обладающей временной жесткостью, связано с выпадением в осадок малорастворимых карбонатов - СаСОз и MgCO3. Если в воде присутствует сульфат кальция, то он выпадает в осадок из-за резкого понижения его растворимости при нагревании. Особенно прочная, но вместе с тем пористая, малотеплопроводная накипь образуется при одновременном содержании в воде гидрокарбонатов и сульфата кальция.

Соли магния (MgCl2 и MgSO4) и СаСl2, содержащиеся в воде, не приводят к образованию в котлах накипи, так как они хорошо растворимы в воде, но вызывают коррозию стенок и металлической арматуры. Эти соли, как электролиты, способствуют протеканию электрохимических процессов на поверхности стали и тем самым ускоряют процесс ее коррозии под действием воды и кислорода. Кроме того, MgCl2 и MgSO4, как соли слабого основания и сильных кислот, гидролизуются, повышая концентрацию водородных ионов и, создавая кислую среду, что также ускоряет процесс коррозии стали.

ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

Выполняя опыты, нужно пользоваться растворами только указанной концентрации и соблюдать рекомендуемую дозировку. Не делать дополнительных опытов без разрешения преподавателя.

работе нужно пользоваться только незагрязненными реактивами и чистой посудой»

Следует аккуратно работать с реактивами: внимательно читать этикетки, не уносить реактивы общего пользования на свои рабочие столы, во избежание загрязнения реактивов держать склянки с растворами и сухими веществами закрытыми, не путать пробки, не высыпать и не выливать обратно в склянки неиспользованные или частично использованные реактивы.

Если во время работы будет пролита кислота или щелочь, удалять их следует быстро, так как эти реактивы портят стол и другие предметы, и осторожно, чтобы не прожечь одежду и не повредить руки.

При нагревании растворов на электроплитке будьте внимательны: избегайте термических ожогов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ОПЫТ 1. Определение временной жесткости воды. Выполнение опыта:

Так как вода, содержащая гидрокарбонаты кальция и магния имеет щелочную реакцию, определение карбонатной жесткости производится непосредственным титрованием воды хлороводородной кислотой в присутствии индикатора - метилового оранжевого.

Для анализа в коническую колбу отмерить с помощью мерного цилиндра 100 мл исследуемой воды. Добавить 2-3 капли индикатора метилового оранжевого. В приготовленную заранее бюретку налить ОЛН раствор хлороводородной кислоты.

Установить уровень на нулевое деление и по каплям приливать хлороводородную кислоту в воду до изменения окраски раствора от желтой до оранжево-розовой. Определить объем израсходованной на титрование кислоты. Титрование повторить еще два раза, каждый раз доливая в бюретку кислоту до нулевого деления.

Оформление результатов опыта:

Почему вода, обладающая временной жесткостью, имеет щелочную реакцию?

Ответ пояснить соответствующими уравнениями химических реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

Результаты титрования записать в таблицу :

№ Объем H2О V Объем Средний объем Нормальность титровани (H2О), мл раствора НС1, мл раствора НС1, раствора НС1, я V(НС1), мл Сн(НС1),экв/л

Временную жесткость воды (мэкв/л) рассчитывают по формуле:

Сн (НС1) - V (НС1) Жвр = --------------------------------V (Н2О) ОПЫТ 2. Определение общей жесткости воды с использованием щелочной смеси*

Выполнение опыта:

Способ основан на осаждении ионов Са2+ и Mg2+ раствором щелочной смеси, состоящей из NaOH и Na2CO3 Щелочную смесь берут в избытке. Непрореагировавшая часть смеси определяется при титровании хлороводородной кислотой. Зная, сколько щелочной смеси было добавлено к исследуемой воде, вычисляют ее количество, пошедшее на осаждение ионов Са2+ и Мg2+, которое эквивалентно содержанию этих ионов.

Для анализа в коническую колбу отмерить с помощью мерного цилиндра 100 мл исследуемой воды. Добавить к ней 20 мл 0,1 Н раствора щелочной смеси (10мл 0,1Н NaOH и 10мл 0,1 Н Na2СОз). Полученный раствор прокипятить 3 минуты, охладить и охлажденным профильтровать через складчатый фильтр. К фильтрату добавить 2-3 капли индикатора метилового оранжевого и титровать 0,1 Н раствором хлороводородной кислоты до перехода окраски в оранжево-розовую. Титрование повторить еще два раза.

Оформление результатов опыта :

Составить уравнения реакций осаждения солей кальция и магния щелочной смесью в молекулярном и ионно-молекулярном виде. Результаты титрования записать в таблицу (см. опыт Г).

Общую жесткость воды рассчитывают по формуле:

Сн (Щ) • V (щ) - Сн (НС1) - V (НС1) Жобщ = -----------------------------------------------------:-----V (ШО) где Сн (щ) - нормальная концентрация щелочной смеси, экв/л;

V (щ) - объем раствора щелочной смеси, мл.

Рассчитать постоянную жесткость воды, зная ее общую и временную жесткость.

Сделать общие выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1. Что такое жесткость воды?

2. Виды жесткости.

3. В каких единицах выражается жесткость воды?

4. Какому содержанию Са2* и Mg2+ соответствует жесткость 1 мэкв/л?

5. Как определить временную жесткость воды?

6. Как определить общую жесткость воды?

7. Как определить постоянную жесткость воды?

8. Известковый способ умягчения воды.

9. Известково-содовый способ умягчения воды.

10. Ионнообменный способ умягчения воды.

11. Минеральная вода содержит 0,3894 г/л ионов кальция и 0,0884 г/л ионов магния. Какова общая жесткость этой воды?

12. Сколько граммов Са(ОН)2 необходимо прибавить к 1000 л воды, чтобы удалить временную жесткость, равную 2,86 мэкв/л?

13. Жесткость воды, содержащей только гидрокарбонат магния, равна 2 мэкв/л.

Определите массу гидрокарбоната, содержащегося в 10 л воды.

14. При кипячении 250 мл воды, содержащей гидрокарбонат кальция, выпал осадок массой 3,5 мг. Чему равна жесткость воды?

15. Вычислить временную жесткость воды, зная, что на титрование 100 мл этой воды потребовалось 4 мл 0,05 Н раствора хлороводородной кислоты.



Похожие работы:

«СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГО БЛАГОПОЛУЧИЯ НАСЕЛЕНИЯ – ОПЫТ РАБОТЫ В ОСОБЫх УСЛОВИЯх АКАДЕМИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК Геннадий Григорьевич Онищенко Начало XXI столетия ознаменовалось обострением прежних и появлением новых угроз. Среди самых актуальных – угрозы в о...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ И МЕЖДУНАРОДНЫЙ НЕЗАВИСИМЫЙ ЭКОЛОГО-ПОЛИТОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЦЕНТР ТЕОРЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ Информационны...»

«Остроумов С.А. Концепции экологии экосистема, биогеоценоз, границы экосистем: поиск новых определений // Вестник МГУ. Серия 16. Биология. 2003. № 3. С.43-50. Табл. Рез. на англ. яз. Библиогр. 44 назв. [Нов. трактовка, нов. варианты определений. Перечисляются и обосновываю...»

«УДК 547.913:630*114.31 ЛЕТУЧИЕ МЕТАБОЛИТЫ ЯВОРА В.В. Слепых Федеральное государственное бюджетное учреждение "Сочинский национальный парк" Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации, Кисловодский сектор научного отдела, Кисловодск, Россия, e-mail: niprozemles@yandex.ru...»

«УТВЕРЖДАЮ Директор ИБВВ РАН Д.Г.н. 15.02.2016 г. Отзыв ведущеи-прганизации на диссертационную работу Новичкевой Анны Александровны "МИКРОРАКООБРАЗНЫЕ (CLADOCERA, COPEPODA) ВНУТРЕННИХ ВОДОЕМОВ АР...»

«Несговорова Наталья Павловна ПОДГОТОВКА К ЭКОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В СИСТЕМЕ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 13.00.02 – Теория и методика обучения и воспитания (естествознание) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора педагогических наук Курган-2015 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ....»

«Математическая биология и биоинформатика. 2012. Т. 7. № 2. С. 425-443. http://www.matbio.org/2012/Avilov_7_425.pdf ====================МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ =================== УДК:004.94:519.7 Агентные модели: анализ подходо...»

«535 УДК 543:541 Современные подходы к конструированию структуры полимерных сорбентов для препаративной хроматографии биологически активных веществ (обзор) Писарев O.А., Ежова Н.М. Инсти...»








 
2017 www.net.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.