Материал: 1594
2. Известковым – добавлением гидроксида кальция (гашеной извести) Ca(OH)2:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O;
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 = MgCO3 + CaCO3 + 2H2O.
Некарбонатную жёсткость устраняют следующим методом: одовым – добавлением раствора соды Na2CO3.
|
СаСl2 + Na2CO3 = СаCO3+ 2NaСl; |
|
MgCl2 + Na2CO3 = MgCO3+ 2NaСl; |
С |
|
|
MgSO4 + Na2CO3 = MgCO3+ Na2SO4; |
|
CaSO4 + Na2CO3 = СаCO3+ Na2SO4. |
Общую жёсткость устраняют следующими методами: |
|
и1. Содовозвестковым – последовательно добавляют соду и |
|
известь. |
|
2. Фосфатным – до авлением фосфата натрия Na3PO4. |
|
|
3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6NaHCO3; |
|
3Mg(HCO3)2 + 2Na3PO4 = Mg3(PO4)2 +6NaHCO3; |
|
3СаСl2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6NaСl; |
|
3MgCl2 + 2Na3PO4 = Mg3(PO4)2 + 6NaСl; |
|
3MgSO4 + 2Na3PO4 = Mg3(PO4)2 + 3Na2SO4; |
|
бА |
|
3CaSO4 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2 + 3Na2SO4. |
3. Катионитовым – основанДна способности некоторых природных алюмосиликатов Na2O·Al2O3·SiO2·nH2O (Na2R) обменивать входящие в их состав ионы натрия на содержащиеся в воде ионы кальция и магния.
Такие вещества называют катионитами. |
И |
|
Ca(HCO3)2 + Na2R= CaR + 2NaHCO3; Mg(HCO3)2 + Na2R= MgR +2NaHCO3; СаСl2 + Na2R = CaR + 2NaСl; MgCl2 + Na2R = MgR + 2NaСl; MgSO4 + Na2R = MgR + Na2SO4; CaSO4 + Na2R = CaR + Na2SO4.
71
Когда в катионите весь натрий заместится кальцием или магнием, катионит утрачивает способность смягчать воду, но он легко может быть восстановлен (регенерирован) при пропускании 5…10% раствора NaСl.
С |
CaR + 2NaСl = СаСl2 + Na2R; |
|
MgR + 2NaСl = MgCl2 + Na2R. |
||
|
||
|
Лабораторная работа №8 |
|
Определение |
||
|
Определение жесткости воды |
|
Цель работы: науч ться определять методом титрования временную
и общую жесткость воды. |
|
бА |
|
Опыт 1. |
временной жесткости воды. |
При т трован |
(до авлении по каплям раствора известной |
концентрац ) воды раствором соляной кислоты происходит разложение гидрокарбонатов кальция и магния по уравнению
Ca(HCO3)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O + 2CO2↑.
Для определения жесткости в чистую коническую колбу емкостью |
|||||
250 см3 налейте 100 см3 |
|
Д |
|||
водопроводной воды с помощью мерного |
|||||
цилиндра. Прибавьте к содержимому колбы 2…3 капли индикатора |
|||||
метилоранжа и титруйте из мерной бюретки при постоянном |
|||||
перемешивании 0,1 н. раствором соляной кислоты HCl до появления |
|||||
розовой окраски. Титрование повторите 3 раза с новыми порциями воды. |
|||||
При хорошем качестве работы результаты не должны отличаться более на |
|||||
0,1 см3. Для расчета временной жесткости возьмите средний результат из |
|||||
трех полученных. Расчет производите по формуле |
|||||
|
|
∙ |
∙1000 |
И |
|
Жвр = |
|
|
|
|
,ммоль/дм , |
где VHCl – объем соляной кислоты, израсходованной на титрование, см3; Vн2о – объем воды, см3; СHCl – концентрация соляной кислоты, моль/дм3.
72
Результаты эксперимента и расчета занесите в табл. 11.
|
|
|
|
|
Результаты определения жесткости воды |
|
|
|
Таблица 11 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Жесткость |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
временная |
|
|
|
|
|
|
общая |
|
|
|
постоянная |
|
||||
С |
|
|
|
|
|
|
объем трилона Б |
|
|
|
Жпос , |
|
|||||||||
|
Номер |
|
|
объем |
|
|
3 |
|
|
3 |
|
||||||||||
|
колбы |
|
соляной кислоты |
|
, |
дм / |
|
|
|
|
|
|
, |
дм / |
ммоль /дм3 |
|
|||||
|
пошедш й на |
|
средн й |
|
вр |
ммоль |
|
пошедший на |
средний |
|
общ |
ммоль |
|
|
|||||||
|
|
|
|
VHCl |
, см3 |
|
VHCl , см3 |
|
Ж |
|
VТР |
, см3 |
VТР , см3 |
|
Ж |
|
|
||||
|
|
|
|
т трован е |
|
|
|
|
|
титрование, |
|
|
|
|
|
||||||
|
Определение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опыт 2. |
|
|
|
о щей жесткости. |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Определен е о щей жесткости воды проводят путем титрования |
|||||||||||||||||||
пробы |
|
сследуемой воды |
|
раствором трилона Б – натриевой соли |
|||||||||||||||||
этилендиам нтетрауксусной кислоты, связывающей катионы кальция и |
|||||||||||||||||||||
магния в прочные комплексные соединения в присутствии индикатора |
|||||||||||||||||||||
хромогеначерного при рН=9 по схеме. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
CaX+ R →CaR + X, |
|
|
|
|
|
||||||||
где |
3 |
|
непрочное |
|
|
|
Д3 |
||||||||||||||
CaX – |
комплексное |
соединение |
|
с |
индикатором; |
||||||||||||||||
R –трилон Б;CaRбА–прочныйкомплексс трилоном Б; X |
|
– |
|
свободный |
|||||||||||||||||
индикатор. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Для поддержания постоянного значения рН к воде добавляют |
|||||||||||||||||||
аммиачную буферную смесь(смесьрастворов NH4OH и NH4Cl). |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||
|
|
Для определения общей жесткости в коническую колбу емкостью |
|||||||||||||||||||
250 |
см |
|
отмерьте |
мерным |
|
цилиндром 100 см водопроводной воды, |
|||||||||||||||
добавьте 5 см3 аммиачной буферной смеси, 3…5 капель индикатора |
|||||||||||||||||||||
хромогена черного. Смесь хорошо взболтайте и титруйте из бюретки |
|||||||||||||||||||||
0,05 н. раствором трилона Б до перехода красной окраски раствора в |
|||||||||||||||||||||
синюю. Титрование повторите 3 раза, для расчета возьмите средний |
|||||||||||||||||||||
результат. Расчет производите по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
Жобщ = |
ТР ∙ |
ТР |
∙1000 |
,ммоль/дм |
, |
|
|
|
||||||||
73
где VТР – средний объем трилона Б, пошедший на титрование, см3; СТР – концентрация раствора трилона Б, моль/дм3; Vн2о – объем воды, см3.
Определив величину временной и общей жесткости, рассчитайте величину постоянной жесткости.
С Жпост = Жобщ – Жвр.
Результаты экспер мента и расчетов занесите в табл. 11.
делайте вывод о принадлежности воды к определенной группе в
зависимостипринятыот вел ч ны общей жесткости.
Вопросы задания для защиты лабораторной работы «Определение жесткости воды»
2.КакбАе в ды жесткости воды вам известны? Какие ионы определяют каждый в д жесткости воды?
3.Поясните, почему нежелательно использовать жесткую воду в промышленности и в ыту?
4.Какие существуют методы устранения временной жесткости?
Напишите реакции, протекающие при термическом методе устранения жесткости воды. Д
5.Какие существуют методы устранения временной жесткости? Напишите реакции, протекающие при известковом методе устранения жесткости воды.
6.Какие существуют методы устранения постоянной жесткости? Напишите реакции, протекающие при содовомИметоде устранения жесткости воды.
7.Какие существуют методы устранения общей жесткости? Напишите реакции, протекающие при фосфатном методе устранения жесткости воды.
8.Какие существуют методы устранения общей жесткости? Напишите реакции, протекающие при ионообменном методе устранения жесткости воды.
74
Библиографический список
1. Коровин, Н.В. Общая химия : учебник / Н.В. Коровин. – 13-е изд., перераб. и
доп. – М. : Академия, 2011. – 496 c.
2. Глинка, Н.Л. Общая химия : учебник / Н.Л. Глинка, В.А. Попков, А.В. Бабков. – 18-е изд., переработ. и доп. – М. :Юрайт : Высшее образование, 2010. – 886 c.
С3. Хомич, В.А. Сборник задач по химии : учебное пособие / В.А. Хомич,
.А. Эмралиева. – Омск : СибАДИ, 2011. – 179 с.
и бА Д И
75