7.3 Определение общей жесткости воды

Свойства воды, обусловленные растворенными в ней солями кальция и магния, называют жесткостью.

Различают жесткость карбонатную, некарбонатную, общую. Карбонатная жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбоната кальция и магния: Са(НСО₃)₂ и Mg(HCО₃)₂. При кипячении воды гидрокарбонаты разрушаются и переходят в труднорастворимые карбонат кальция и гидроксид магния, Поэтому жесткость, обусловленную гидрокарбонатами кальция и магния, называют временной (Ж_вр).

Ca(HCO₃)_2(p-p)=CaCO₃v+ CO₂^+H₂O

Mg(HCO₃)_2(p-p)= Mg(OH)₂v + 2CO₂^

Некарбонатная (постоянная) жесткость обусловлена присутствием в воде солей кальция и магния сильных кислот: MgCl₂,СаС₂, MgSO₄, CaSO₄ и др. Общую жесткость (Ж_общ.) обуславливают все растворимые соли кальция и магния.

В нашей стране жесткость количественно оценивают числом миллиэквивалентов (мэкв) ионов Са²⁺ и Mg²⁺ или солей кальций и магния, содержащихся в 1 л воды.

Единица жесткости мэкв/л.

Жесткость является одним из показателей качества природной питьевой, технологической воды. Так согласно ГОСТ 2874-82 жесткость питьевой воды не должна превышать 7 мэкв/л. Для питания паровых котлов и отопительных систем используют воду с жесткостью не более 0,03 мэкв/л чтобы избежать образования накипи.

В соответствии с ГОСТ 4151-72 метод определения жесткости основан на способности ионов Са²⁺ и Mg²⁺ образовывать, обусловленную каждой солью, можно рассчитать по формуле:

Ж = m_c.ж. *1000/Э_с.ж. * V, мквэ/л

где Ж - жесткость воды, мэкв/л

m_c.ж - масса соли жесткости, г

Э_с.ж. - эквивалентная масса соли жесткости, г/экв

V - объем воды, л.

Определение проводим титрованием пробы воды раствором трилона Б с точно известной концентрацией при pH=9 и присутствии индикатора.

Необходимое значение pH создаем добавлением к воде аммиачного буферного раствора. В качестве индикатора используем кислотный хром темно-синий или хромоген черный специальный ЕТ-00.

При добавлении к раствору трилона Б последний вытесняет индикатор из его соединений е кальцием и магнием. В точке эквивалентности, когда все ионы кальция и магния прореагируют с трилоном Б, цвет титруемого раствора изменится из красного в синий (цвет свободного индикатора):

Проведение испытаний.

1. В коническую колбу для титрования вносим 25 мл испытуемой воды, буферный раствор кристаллов сухой смеси индикатора кислотного хром темно- синего с хлоридом натрия. Содержимое колбы перемешиваем до полного растворения индикатора. Раствор в колбе окрашивается в красный цвет.

2. Раствор трилона Б точно известной концентрации заливаем в бюретку, устанавливаем уровень его на нулевую отметку.

3. Титруем анализируемую воду раствором трилона Б до перехода окраски титруемого раствора в сине-фиолетовую. В процессе титрования раствор перемешиваем вращательным движением руки.

4. По бюретке измеряем объем раствора трилона Б, пошедший на титрование. Выполнили три параллельных титрования. Результаты титрования записали в таблицу.

5. По полученным данным рассчитываем жесткость воды:

Ж_общ.= V_тр*H_тр*1000/V_воды, мэкв/л

Где V_тр - объем раствора трилона Б, пошедший на титрование, мл

Н_тр - нормальная концентрация раствора трилона Б, экв/л

V_воды - объем испытуемой воды, взятый на анализ, мл.

Результаты титрования записываем в таблицу

Н=0,0201

Ж=4,4*0,02*1000/25=3,52 мэкв/л

Вывод: общая жесткость составляет 3,52 мэкв/л, не превышает 7 мэкв/л, т.е. соответствует требованиям ГОСТ 4151-72.