Основные характеристики воды и их определение

Если остаток высушивали при 103—105 °С, то в нем сохранится вся или почти вся кристаллизационная вода солей, образующих кристаллогидраты, а также частично и окклюдированная вода. С другой стороны, при выпаривании и высушивании удаляются все летучие с водяным паром органические вещества, растворенные газы, а также С02 из гидрокарбонатов, которые при этом превратятся в карбонаты.

Если остаток

высушивали при 178—182 °С, то окклюдированная вода будет удалена полностью. Кристаллизационная вода также удалится, но некоторое количество может остаться, особенно когда в пробе присутствуют преимущественно сульфаты. Гидрокарбонаты превратятся в карбонаты, но последние могут частично разложиться с образованием оксидов или оксисолей. Может произойти незначительная потеря нитратов. Органические вещества теряются в большей мере, чем в первом случае.

Высушивание при 178—182 °С следует предпочесть при анализе вод, содержащих преимущественно неорганические соли, так как тогда получаемый результат приближается в большей мере к сумме результатов отдельных определений катионов и анионов в пробе.

Ход определения. В прокаленную, охлажденную и взвешенную фарфоровую или кварцевую чашку помещают 50—250 мл анализируемой сточной воды, предварительно профильтрованной. Воду выпаривают на водяной бане досуха. Затем переносят чашку с остатком в сушильный шкаф и высушивают при 103—105 °G или 178—182 °С до постоянной массы.

Расчет. Содержание сухого остатка (х) вмг/л вычисляют по формуле

7. Прокаленный остаток

Цель этого определения — получить приближенное представление о содержании органических и неорганических веществ в пробе (в мг/л): при прокаливании органические вещества удаляются, неорганические остаются. Однако такое разделение далеко не точно. Вместе с органическими веществами при прокаливании удаляются СО2 из карбонатов, кристаллизационная вода, оставшаяся после высушивания остатка, все аммонийные соли. Частично, с выделением газообразных продуктов, могут разложиться и другие неорганические вещества. С другой стороны, часть органических веществ (летучие с водяным паром) исчезнет еще в первой операции — высушивании осадка, и поэтому не будет здесь учтена.

Ход определения. Чашку с сухим остатком помещают в муфельную печь, предварительно разогретую до 575—600°С, и прокаливают 15—20 мин. Затем дают остыть сначала немного на воздухе, потом в эксикаторе. После полного охлаждения чашку с остатком взвешивают. Прокаливание повторяют до достижения постоянной массы. Рассчитывают результат по той же формуле, что и при определении сухого остатка.

8. Пенистость

Пенистость воды, т. е. способность сохранять искусственно созданную пену на поверхности исследуемой пробы, можно использовать для качественной оценки присутствия таких веществ, как сапонины или сапонаты натурального и искусственного происхождения.

Ход определения. Пробу воды 500 мл вливают в колбу вместимостью 1 л с притертой пробкой, затем колбу закрывают и интенсивно взбалтывают 30 с. Результат определения расценивают как положительный в том случае, если пена, образовавшаяся при взбалтывании пробы, сохраняется на поверхности в колбе больше 1 мин. Значение рН пробы при определении должно быть в пределах 6,5—8,5.

9. Щелочность

Щелочностью называют содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с сильными кислотами, т. е. с ионами водорода. К этим веществам относят: 1) сильные основания, полностью диссоциирующие в разбавленных растворах с образованием гидроксид-ионов (едкий натр, едкое кали и т. п.); 2) слабые основания (аммиак, анилин, пиридин и т. п.); 3) анионы слабых--кислот (НСОз, ОСз, Н2РО4~, НРОГ, HSO3, SO3, анионы гуминовых кислот, HS-, S2- и т. д.). Анионы слабых кислот гидролизуются с образованием гидроксид-ионов, например:

При титровании веществ второй группы соляной кислотой в конце титрования раствор должен содержать соответствующие этим основаниям положительно заряженные ионы, например;

которые, гидролизуясь, придаютраствору слабокислую реакцию:

Слабокислая реакция создается в растворе и в конце титрования анионов, входящих в третью группу, так как при таком титровании образуются соответствующие слабые кислоты, частично диссоциирующие с образованием ионов водорода, например:

По этой причине для определения общей щелочности воды надо применять индикатор, цвет которого изменяется в слабокислой среде, или проводить титрование потенциометрическим методом.

Наиболее подходящим индикатором является метиловый желтый, цвет которого изменяется от желтого к красному в границах рН=4,0—2,9 довольно резко, или бромфеноловый синий, если титрование с ним проводить до чисто желтого цвета. Несколько менее пригоден метиловый оранжевый, переход окраски которого менее резок. При пользовании этим индикатором рекомендуется добавлять несколько капель раствора синего красителя, не обладающего индикаторными свойствами (например, индигокармица). Тогда переход окраски становится более отчетливым (особенно это заметно при вечернем освещении). При титровании анионов относительно более слабых кислот (рК=7—8) можно применять и метиловый красный или бромкрезоловый зеленый. При титровании анионов относительно сильных кислот (рК = 4) приходится применять такие индикаторы, как тропеолин 00 или тимоловый синий, но точность определения при этом уменьшается.

Веществ, титруемых соляной кислотой, довольно много, поэтому общая щелочность воды недостаточно характеризует ее состав. Весьма желательным бывает определить, из каких веществ, или хотя бы из каких групп веществ складывается найденная общая щелочность. Во многих случаях такие раздельные определения удается сделать. Они основаны прежде всего на том, что при титровании сильной кислотой реакции, протекающие между нею и различными веществами, обусловливающими щелочность воды, Заканчиваются при различных значениях рН раствора. Следовательно, если проводить титрование потенциометрически, т. е. при Непрерывном измерении рН раствора, то на кривой объем прибавленной кислоты — рН раствора получится несколько точек перегиба, видных более или менее отчетливо. Второй способ раздельного определения основан на том, что некоторые основания могут быть отогнаны путем продолжительного кипячения (летучие основания) и что после прибавления избытка титрованного раствора сильной кислоты можно отогнать летучие кислоты, анионы которых вызвали щелочность воды. Комбинируя оба способа, можно определить содержание в воде нескольких различных групп веществ, обусловливающих ее щелочность, а если этих веществ мало, найденное содержание той или иной группы может оказаться в то же время содержанием отдельного вещества. Разумеется, при этом необходимо предварительно знать качественный состав сточной воды. В большинстве случаев качественный состав сточной воды известен по ее происхождению, т. е. известно, от какой производственной операции эта сточная вода была получена; в других случаях приходится проводить предварительное исследование качественного состава воды.

 Скачать реферат