Рекомендации способов умягчения воды для жителей с. Трескино с. 22 (стр. 3 из 4)
Температура анализируемого раствора оказывает существенное влияние на измеряемые величины удельной электропроводности. При повышении температуры на один градус удельная электропроводность раствора в среднем увеличивается на 1-2,5%.
В разбавленном растворе (до 0,001 моль/л), каким является вода из обычных источников водопользования, можно пренебречь характеристикой отдельных ионов, находящихся в растворе, и с незначительной натяжкой принять, что электропроводность пропорциональна концентрации растворенных солей. Существуют формулы пересчета. которые позволяют с определенной долей приближения перевести электропроводность раствора в градусы жесткости. Электропроводность растворов измеряется при помощи прибора-кондуктометра. Для промышленных кондуктометров, откалиброванных в среде хлорида калия, 1о жесткости соответствует 40 микро См/см. []
Выводы по параграфу:
- с некоторой степенью точности общая жесткость воды может быть определена методом измерения электропроводности воды;
- при наличии соответствующего оборудования метод достаточно прост и занимает гораздо меньше времени, чем титрование.
2. Определение жесткости воды
водозаборных источников села Трескино.
2.1 Забор проб.
Забор проб производился из следующих источников водоснабжения села: водозаборная башня №1 (проба №1), вода реки Колышлейки (проба№2), вода Святого источника (проба№3).
Воду, только что взятую из исследуемых источников, залили в пластиковые емкости на 250 мл, предварительно промытые исследуемой водой, под верхний обрез горлышка и плотно завернули пробки. Наклеили этикетку с указанием вида источника и времени забора пробы. Отобранные пробы воды доставили в школьную лабораторию в течение 1 часа и приступили к анализу. (5.стр 4)
Вывод по параграфу: забор проб производился с выполнением необходимых требований, вода для анализа в школьную лабораторию была доставлена в кратчайший срок.
2.2 Анализ проб методом комплексонометрического титрования.
Для проведения титрования нами использовались следующие принадлежности и реактивы: Весы и набор разновесок. (необходимая точность взвешивания - ±10 мг;) мерная колба 1 л.;
мерный стакан на 50 мл.; бюретка с минимальными делениями 0.1 мл л.; трилон Б, концентрированный раствор аммиака. хлорид аммония (NH4Cl), эриохром черный Т , дистиллированная вода.
Для приготовления 0.025 М раствора трилона Б взяли 9.3 г этой соли, растворили в 0.8 л теплой дистиллированной воды и довели объем раствора до 1 л. Для приготовления буферного раствора, позволяющего поддерживать рН около 9, что необходимо для точного измерения жесткости, 10 г хлорида аммония растворили в 200-400 мл дистиллированной воды, затем внесли туда 50 мл концентрированного (25%) раствора аммиака и довели объем до 500 мл. Раствор индикатора приготовили непосредственно перед определением, так как он неустойчив и может храниться в холодильнике день-два. Для этого очень немного эриохрома (кусочек с пол спичечной головки) растворили в 20-30 мл буферного раствора.
Для проведения анализа отмерили по 50 мл воды из каждой пробы. Вылили её в конические плоскодонные колбочки. К пробам воды прилили по 5 мл буферного раствора и несколько мл раствора индикатора. Жидкость приобрела четкий лиловый (фиолетовый, винно-красный) цвет. В бюретку на 25 мл набрали раствор трилона Б. и при непрерывном перемешивании добавляли в анализируемую воду трилон Б, проводя титрование проб поочередно. При этом по мере добавления трилона, цвет раствора начинал изменяться. Сначала лиловая окраска побледнела. С этого момента трилон добавляли по каплям, очень тщательно перемешивая жидкость после каждой капли. Вскоре раствор стал синим. Титрование прекратили и замерили израсходованный объем раствора трилона Б с точностью до 0.1 мл.для каждой пробы Процедуру провели трижды для каждой пробы. Для расчета использовали средний результат трех измерений для каждой пробы.
Расчет общей жесткости воды произвели по формуле:
Жесткость(мг-экв/л)= (2000×Vтрилона × Cтрилона):Vводы
Где: Vтрилона – объем раствора трилона Б, пошедшего на титрование в мл; Cтрилона – концентрация этого раствора трилона Б в М; Vводы – объем пробы воды в мл. Так как использовали 0.025 М раствора трилона Б и пробы воды объемом 50 мл формула приняла вид.
Жесткость(мг-экв/л)=1 × Vтрилона
Таким образом, общая жесткость в мг-экв/л равна в этом случае объему раствора трилона Б в мл, который был израсходован на титрование. (4.стр25)
Результаты титрования приведены в таблице №3.
Выводы по параграфу:
-комплексометрическое титрование было проведено согласно описанной выше методике;
- результаты титриметрического определения жесткости воды водозаборных источников с. Трескино приведены в таблице №3
2.3 Анализ проб методом измерения электропроводности.
Для измерения электропроводности мы использовали компьютерный измерительный блок ИБ-1 и датчик электропроводности ДЭ-1, который позволяет измерять удельную электропроводимость растворов. На электроды подается высокочастотное переменное напряжение для подавления электродных процессов. Между электродами возникает падение напряжения обратно пропорциональное проводимости. Случайная погрешность измерения составляет 5 микро См/см, что в пересчете, что соответствует 0,045 мг-экв/л .
Аппроксимация (приблизительная запись) опубликованных в литературе данных приводит к экспериментальному уравнению:
Уравнение (2) применимо для расчета концентраций карбоната кальция в воде в диапазоне от 0,008 до 8,5 мг-экв/л. (9.стр 60)
ДЭ-1 был откалиброван в среде 0,01 и 0,02 м КСl при 18 оС. (согласно справочным данным удельная электропроводность 0,01 и 0,02 м КСl при 18 оС. соответственно равна 0,1225 и 0,2397 См/ м, что составляет 0,001225 и 0,002397 См/см, в пересчете на мили Сименсы 1,225 и 2,397 м См/см (8.стр 657). Для приготовления 1м раствора KCl взвесили 74,5 г KCl и растворили в 1 литре дистиллированной воды. Для приготовления 0,01 и 0,02 м раствора взяли 10 и 20 мл исходного раствора соответственно и довели объем до 1 литра.
Полученные растворы использовали для калибровки датчика электропроводности ДЭ-1. Результаты измерений приведены в таблице №4.
Выводы по параграфу:
- Датчик электропроводности ДЭ-1 был откалиброван в среде 0,01 и 0,02 м КСl при 18 оС;
- при помощи датчика электропроводности ДЭ-1 и компьютерного измерительного блока ИБ-1 была измерена электропроводность исследуемых проб;
- результат измерений микро См/ см был пересчитан в мг-экв/л;
- результаты определения жесткости воды водозаборных источников с. Трескино по измерению электропроводности приведены в таблице №4.
2.4 Анализ полученных результатов.
Сравнительный анализ полученных результатов показал, что данные, полученные методом измерения электропроводности, немного превышают данные, полученные методом титрования, что связано с присутствием в воде других солей. Этот метод позволяет провести сравнительный анализ жесткости воды из разных источников. Метод комплексометрического титрования более точен, но трудоемок и требует больших затрат времени. В целом, жесткость воды водозаборных источников с. Трескино согласно ГОСТ 2874-82» вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством» можно считать допустимо жесткой. ( жесткость не превышает 7 мг-экв/л) однако этот показатель является верхней границей нормы. По данным учебника для вузов «Водоподготовка» вода с таким количеством солей кальция и магния считается жесткой, а по европейским меркам очень жесткой, а значит, перед использованием вода нуждается в умягчении.
выводы по параграфу:
-метод измерения электропроводности менее точен, но результаты могут быть использованы для сравнительного анализа проб воды.
-метод комплексометрического титрования более точен, однако требует больших затрат времени.
- воду водозаборных источников с. Трескино можно считать допустимо жесткой, однако этот показатель является верхней границей нормы
3. Снижение жесткости воды.
3.1. Способы устранения жесткости воды.
Чтобы избавиться от временной жесткости, необходимо просто вскипятить воду. При кипячении воды гидрокарбонатные анионы вступают в реакцию с катионами и образуют с ними очень малорастворимые карбонатные соли, которые выпадают в осадок.
Ca2 + 2HCO3- = CaCO3↓ + H2O + CO2↑
Окраску накипи придают ионы железа, с которыми реакция протекает сложнее из-за того, что FeCO3 неустойчивое в воде вещество. В присутствии кислорода конечным продуктом цепочки реакций оказывается Fe(OH)3, представляющий собой темно-рыжий осадок. Поэтому, чем больше в воде железа, тем сильнее окраска у накипи, которая осаждается на стенках и дне сосуда при кипячении.
С постоянной жесткостью бороться труднее. Один из вариантов: вымораживание льда. Необходимо просто постепенно замораживать воду. Когда останется примерно 10 % жидкости от первоначального количества, необходимо слить незамерзшую воду, а лед превратить обратно в воду. Все соли, которые образуют жесткость, остаются в незамерзшей воде.
Для очистки воды можно применить в перегонку, то есть испарение воды с последующей ее конденсацией. Так как соли относятся к нелетучим соединениям, они остаются, а вода испаряется, однако перегонку в бытовых условиях без специального прибора (дистиллятора) осуществить затруднительно, поэтому данный способ умягчения воды мы рассматривать не будем.