Реферат на тему Твердість води. Методи боротьби з твердістю - Хімія - Реферати - Каталог статей

Реферат на тему Твердість води. Методи боротьби з твердістю. План 1. Загальне поняття твердості води. 2. Методи боротьби з твердістю. Використана література. 1. Загальне поняття твердості води Твердість води визначається кількістю розчинених у ній солей вугільної, сірчаної, хлор-водневої, фосфорної, азотної кислот, переважно кальцію і магнію. В деяких випадках твердість води зумовлена присутністю солей калію, нагрію, заліза (II), марганцю (II), алюмінію. Ці елементи в природних умовах потрапляють у воду внаслідок впливу вуглекислого газу на карбонатні мінерали або в результаті біохімічних процесів, що проходять у зволожених шарах ґрунту. Практично розрізняють три види твердості: загальну, ліквідну і постійну. Загальна твердість - не твердість сирої води, зумовлена всіма сполуками кальцію і магнію (іноді заліза і марганцю), незалежно від того, з якими аніонами вони зв'язані. Постійна твердість - твердість води після одногодинного кип'ятіння. Вона викликана присутністю сульфатів і хлоридів кальцію, заліза, магнію, калію, натрію, тобто солей, які не дають осаду при кип'ятінні. Ліквідна твердість спричинена наявністю у воді гідрокарбонатів кальцію Са(НСО3)2, менше магнію Мg(НСO3)2, які видаляються при кип'ятінні, осідаючи на стінках посуду у вигляді накипу (СаСОз, МgСОз). Таким чином, ліквідна твердість є частиною загальної твердості, яку можна обчислити за різницею між загальною і постійною твердістю. Карбонатна твердість зумовлена присутністю у воді карбонатів і гідрокарбонатів кальцію і магнію (іноді калію, натрію, алюмінію, марганцю, заліза). При кип'ятінні гідрокарбонати кальцію і магнію розкладаються: Са(НСО3)2=СаСО3 +Н20 + С02 ; Мg(НСО3)2 = МgНСО3 + Н20 + С02 .. Карбонати кальцію і магнію, що утворилися, випадають в осад і тому вода втрачає частину твердості. Карбонатна твердість часто збігається з ліквідною твердістю, але прирівнювати їх одну до одної не можна. При кип'ятінні ліквідовується переважно та частина карбонатної твердості, яка залежала від гідрокарбо-нату кальцію. При великій кількості у воді гідрокарбонату магнію різниця між карбонатною і ліквідною твердістю буває досить значною. Твердість води залежить також від хімічного складу ґрунту, через який проходить вода, вмісту у воді оксиду вуглецю (IV), ступеня забруднення її органічними речовинами. Загальна твердість води, згідно з ГОСТом 2874-82 "Вода питна", повинна бути не вище 7 мг,екв/дм3; для водопроводів, які подають воду без спеціальної обробки, при узгодженні з органами СЕС, допускається до 10 мгекв/дм\. Дуже тверда вода має неприємний смак, може погіршувати протікання ниркокам'яної хвороби. Метод ґрунтується на утворенні міцної комплексної сполуки трилону Б (двонатрієвої солі етилендіамідтетраоцтової кислоти - ЕДТА) з іонами кальцію і магнію. Визначення проводять титруванням проби трилоном Б при рН=10 в присутності індикатора. Якщо у воду, яка містить іони кальцію та магнію, внести індикатор, що дає зафарбовану сполуку з цими іонами, то при додаванні трилону Б відбудеться зміна кольору в точці еквівалентності, тобто коли трилон Б зв'яже іони кальцію і магнію в міцний комплекс. За кількістю доданого розчину трилону Б визначають загальну твердість досліджуваної води. а) Визначення загальної твердості води трилонометричним методом Твердість води показує концентрацію в ній катіонів лужноземельних металів, перш за все кальцію та магнію. Ці елементи в природних умовах потрапляють у воду внаслідок впливу вуглекислого газу па карбонатні мінерали або біохімічних процесів, що проходять у зволожених шарах ґрунту. Об'єм води для визначення загальної твердості повинен бути не менше 250 мл. Якщо визначення твердості не може бути проведене в день відбору проби, то відміряний об'єм води, розведений дистильованою водою 1:1, допускається залишати для визначення до наступного дня. Проби води, призначені для визначення загальної твердості, не консервуються. Обладнання Колба на 250 мл; 2. Бюретка; 3. Проба води. Реактиви Для перевірки якості дистильованої води до 100 см3 додають 1 см3 буферного розчину і 5-7 крапель індикатора. В чистій воді з'явиться спік з бузковим відтінком забарвлення. Буферний розчин. 10 г NН4СІ розчинити в дистильованій воді, додати 50 мл 25 %-го розчину аміаку (NН4ОН) і довести до 500 мл дистильованою водою. Перерахувати кількості на кінцевий об'єм 20 мл. Індикатор хромоген чорний. 500 мг хромогену чорного розчинити В 20 мл буферного розчину і довести об'єм етанолом в мірній колбі до 100 мл. Перерахувати кількості на кінцевий об'єм 5 мл. Розчин індикатора хромогену чорного стійкий протягом 10 діб. Допускається користування сухим індикатором. Для цього 0,25 г індикатора змішують з 50 г хлориду натрію, попередньо добре розтертого в ступці. 0,05 н водний розчин трилону Б (ЕДТА, М=292). Хід аналізу В колбу наливають 100 мл досліджуваної води, додають 5 мл буферного розчину та 7-8 крапель індикатора хромогену чорного. Забарвлення розчину - винне. Розчин титрують 0,05 н розчином трилону Б до переходу забарвлення в зелено-синє. Розрахунок проводять за формулою: а 0,05* 1000 x мг ек/вл = V де а - кількість трилону Б, використаного на титрування; V - об'єм досліджуваної води, мл; 0,05 - нормальність титру. б) Визначення кальцію трилонометричним методом із мурексидом Обладнання та реактиви Колба на 250 мл. Бюретка. Проба води. Буферний розчин. 5. Індикатор мурексид (300 мг мурексиду розчинити в 100 мл дистильованої води). 0,05 н розчин трилону Б. 2. н. розчин NаОН. Хід аналізу І. У колбу налити 50 мл досліджуваної води, додати 5 мл 2 н. NаОН та 4-5 крапель індикатора мурексиду. Забарвлення блідо-рожеве. Розчин титрують трилоном Б до появи бузкового забарвлення. Розрахунки проводять за формулою: а* 0,05* 1000 x мг ек/вл = V де: а - кількість трилону Б, використаного на титрування; V - об'єм досліджуваної води, мл; 0,05 - нормальність титру. в) Визначення магнію за розрахунками Вміст магнію визначають як різницю загальної твердості води і кальцію. 2. Методи боротьби з твердістю Кип'ятіння – виведення з води вуглекислого газу, а це означає, що зменшується концентрація гідрокарбонатів і зросла концентрація гідрокарбонатів. Додавання соди для зменшення некарбонатної твердості. Використання антинакіпінів (містить трифосфат натрію Na3PO4) Метод використання гашеного вапна. Катіонітний спосіб – використовують катіони – синтетичні іонообмінні смоли і алюмосилікати. Якщо пропускати воду крізь шари катіону, тто іони Na будуть обмінюватися на іони кальцію і магнію. Йони Са Нg переходять з розчину в катіоніт, а йони Na – з катіоніту в розчин; твердість при цьому усувається Вапняно-содовий спосіб – усувається одночасно карбонатна і некарбонатна твердість. Вимоги питної води згідно ГОСТу оцінюється за: хімічним складом; мікробним забрудненням; органолектичними характеристиками; інші показники. Найбільше зло для питної води – процес хлорування – утворюються діоксини-хлорорганічні сполуки, що за токсичністю в 7 разів перевищують отруту кураре, в 920 разів – ціаністі сполуки. На Землі є величезна кількість води, більша частина якої зосереджена в океанах, які вкривають поверхню планети на 71% і мають глибину в км. Ця вода випала у вигляді дощу після того, як під впливом високих температур внутрішніх зон молодої планети з гірських порід були витиснені атоми кисню і водню. Молекули води, що утворилися з них, виносилися на поверхню лавою, утворювали великі хмари, після охолодження планети, вода, що містилася у цих хмарах, випадала на Землю у вигляді дощу. Тобото, наші океани колись були складовою частиною гірських порід. Властивістю води є те, що вона є рідиною при кімнатній температурі . Молекули води здатні утворювати хімічні зв’язки між молекулами, які називають водневими. Завдяки цим міжмолекулярним зв’язкам вода замерзає при незвичайно високій температурі. Всі три форми води-крига, рідка вода, водяна пара – є у достатній кількості на землі, але лише незначна доля цієї води придатна для пиття. Дійсно, 97% води містить багато солей, а 75% прісної води зосереджено на земних полюсах у вигляді криги. Ту воду, що залишилася можна пити (це ? 1% від її загальної кількості), але більшою частиною до неї не добратися, так як вона зосереджена на великих глибинах. Внаслідок цього людина безпосередньо може використовувати тільки воду річок та озер, що складає 0,05% від загальної її кількості. Незначну кількість грунтової води людина добуває з сердловини. Властивості води не обмежуються її різким станом при кімнатній температурі. При замерзанні густина більшості речовин збільшується, а густина криги при 0оС менша за густину води при тій самій температурі. Саме за цією причиною крига плаває на воді, утворює міцну корку на ріках і ставках. Ця корка захищає воду, яка знаходиться під нею від переохолодження на всю глибину. Завдяки цій обставині у водоймищах можуть зберігатися живі організми, навіть якщо їх поверхня вкрита кригою. Незвичайна зміна густини води при замерзанні знов-таки обумовлена водневими зв’язками, тому що при кристалізації молекули води не тільки зв’язуються, але й утримуються тими ж зв’язками одна біля іншої на певній відстані; кожна молекула тримає сусідню достатньо міцно. Тобто структура твердої криги більш впорядкована, ніж структура рідкої води, тому густина криги менша за густину води. Таким чином айсберги є доказом міцності водневих зв’язків. Вода є чудовим розчинником. Вона легко змішується зі спиртом, наприклад, у спиртових напоях, так як молекули води можуть утворювати водневі зв'язки і з молекулами спирту. За цієї ж причини у воді розчиняється цукор. Багато твердих речовин також легко розчиняється у воді, солоність морської води обумовлена наявністю розчиненої солі та інших мінералів. Вода є ідеальним середовищем для таких процесів, як транспорт поживних речовин у клітини і вимивання мінералів з гірських порід, внаслідок чого сформувалося багато із знайомих нам деталей ландшафту Землі. Вода необхідна для життя, оскільки вона створює всередині клітини таке середовище, яке сприяє міграції інших молекул. Вода може переносити молекули у клітини і забезпечувати їх рухомість всередині і транспортувати молекули з клітин до їх оточення. Вода може переносити необхідін для функціонування живих організмів речовини, наприклад, глюкозу. Більш цього, це відбувається при температурах живого організму, оскільки за даних умов вона є рідиною. На щастя, вона не розчиняє кальцій фосфат-, речовину, яка входить до складу кісток людини; тому скелет людини не розчиняється у рідинах свого ж організму і ми достатньо твердо тримаємося на ногах. Колір чистої води (на білому фоні шар товщиною 2м здається світло-блакитним) також обумовлений водневими зв’язками. Коли одна з молекул починає коливатися, починають коливатися і сусідні з нею молекули води, зв’язані водневими зв’язками. Такий самий світло-блакитний колір можна спостерігати і у товстому шарі криги. Крім того, вода знаходиться у надрах Землі, насичує грунт і різні гірські породи, входить до складу багатьох мінералів, в особливості глини. Вона міститься в усіх живих організмах. Нормальний вміст води в тілі людини – 65% (кров містить 83% води, серце і мозок – 80%). При втраті 10-12% вологи людині загрожує загибель. Кожного дня людина споживає ? 2,5 л. води, що за 70 років складає ? 65 тонн. У великих містах на кожну людину приходиться по 300 л. води на добу. Воду використовують у різних галузях промисловості (для виплавки 1 т. сталі необхідно 25 т. води, для очищення 1 т. нафти треба витратити 18т. води) і сільського господарства. Для знезаражування води застосовують гази – хлор і озон. У деяких випадках використовують хіміко-біологічний захист. Відстійники заселяють хлорелою – це одноклітинна водорість, що швидко розмножується і поглинає з води вуглекислий газ і деякі шкідливі речовини. Внаслідок цього вода очищується, а хлорену використовують для годівлі худоби. 25000 років тому давні перси користувалися срібним посудом для зберігання води під час військових походів (срібло вбиває мікроби). Використана література Хімія і природа. – К., 1996. Хімічна енциклопедія. – К., 1992.
1 2 3 4 5 Категория: Хімія \| Добавил: Aspirant (03.05.2013)
Просмотров: 665 \| Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0


Имя *:
Email *:

Код *: