opis twardości wody, jej ph,, Ćwiczenia z Chemia materiałów specjalnego przeznaczenia

Pobierz opis twardości wody, jej ph, i więcej Ćwiczenia w PDF z Chemia materiałów specjalnego przeznaczenia tylko na Docsity!

CHEMIA MATERIAŁÓW

BUDOWLANYCH

Temat ćwiczenia:

Oznaczenia twardości wody.

(temat ćwiczenia)

1. WSTĘP TEORETYCZNY

Twardość wody- cecha wody, będąca funkcją stężenia kationów wapnia (Ca2+) i magnezu (Mg2+) oraz opcjonalnie żelaza(II) (Fe2+) i manganu(II) (Mn2+). Twardość wody jest jednym z najważniejszych parametrów mających wpływ na możliwości stosowania wody w przemyśle, a szczególnie w chłodnictwie i energetyce. Twardość wody ma wpływ na jej napięcie powierzchniowe. Czym większe napięcie powierzchniowe wody, tym trudniej zwilża ona wszelkie powierzchnie, na skutek czego trudniej jest za jej pomocą czyści zabrudzone powierzchnie. Duża, nietrwała twardość wody kotłowej stanowi często poważny techniczny problem, gdyż w trakcie wielu procesów technologicznych związanych z podgrzewaniem wody następuje wtedy osadzanie się tzw. , kamienia kotłowego. Rodzaje twardości wody Twardość która jest właściwością wywołaną obecnością rozpuszczonych w niej soli wapnia i magnezu, a także innych śladowych kationów wielowartościowych. Twardość dzielimy na:  Nietrwałą (przemijającą, węglanową), która jest generowana przez sole kwaśne kwasu węglowego- węglowodany.

 Trwałą- która jest generowana przez sole innych kwasów, głównie chlorki oraz azotany i inne. Sumą twardości węglanowej i trwałej jest ogólna twardość wody Twardość wody w Polsce wyrażana jest w tzw. stopniach niemieckich: 1°n odpowiada twardości wody, odpowiadającej za wartość 10 mg CaO w 1 dmᶟ. W niektórych krajach używane są inne jednostki twardości wody takie jak: stopnie francuskie, angielskie i amerykańskie. Jedno z najpopularniejszych oznaczeń dotyczących jakości wody jest oznaczenie jej twardości, która jest bardzo ważna, zwłaszcza dla wód które stosuje się w kotłach parowych i przeznaczonych do chłodzenia. Wodę dzielimy ze względu na twardość: Lp. Stopień twardości wody mval/l mg CaCO 3 /l °dH [mmol/l] 1 Woda bardzo miękka < 2 < 100 < 5,6 < 1 2 Woda miękka 2–4 100–200 5,6–11,2 1– 3 Woda średnio twarda 4–7 200–350 11,2–19,6 2–3, 4 Woda twarda 7–11 350–550 19,6–30,8 3,5–5, 5 Woda bardzo twarda > 11 > 550 > 30,8 > 5, Przeliczenie jednostek twardości wody °dH °e °fH ppm mval/l mmol/l stopnie niemieckie 1°dH = 1 1,253 1,78 17,8 0,357 0,

Celem ćwiczenia jest porównanie próbek trzech różnych wód: woda destylowana, woda wodociągowa, woda twarda. Następnie zbadanie ich pod kątem ich twardości.

3. MATERIAŁY DO BADAŃ

Materiałami do badań są:  woda destylowana  woda wodociągowa  woda twarda  roztwór HCl 0,101n  0,1% oranż metylowy  biuretka laboratoryjna  kolba stożkowa  papierki wskaźnikowe

4. METODY BADAŃ

Zadanie 1. Oznaczenie twardości wody. Przy pomocy cylindra odmierzyć 100ml badanej wody. Następnie przelać ją do kolby stożkowej i za pomocą papierka wskaźnikowego określić odczyn pH, przy wodzie miękkiej odczyn zbliżony do obojętnego, zaś przy twardej wodzie wskaźnik zabarwia się na niebiesko. Do badanej wody która znajduje się w kolbie dodać 2 krople oranżu metylowego i miareczkować roztworem HCl do widocznej zmiany barwy roztworu z żółtego na różową. Ponownie za pomocą papierka wskaźnikowego określić pH. Prawidłowe miareczkowanie powinno dać odczyn obojętny cieczy. Podczas miareczkowania zachodzą reakcje: Ca(HCO3)2 + 2 HCl = CaCl2 + 2 CO2 + 2 H2O Mg(HCO3)2 + 2 HCl = MgCl2 + 2 CO2 + 2 H2O Zadanie 2. Reakcja podwójnej wymiany.

Do dwóch zlewek nalać odmierzoną ilość po 100 ml wody. Następnie do jednej z nich rozpuścić ok 5g NaHCO 3 (soda oczyszczona) oraz dodać do każdej zlewki po kilka kryształków kwasu cytrynowego. Wynik badań: Nastąpiła reakcja podwójnej wymiany, przy której można było zaobserwować ruch pęcherzyków, które ulotniły się w reakcji z powietrzem. Po wykonaniu czynności rozpuszczania 5g. NaHCO 3 oraz dodaniu kilku kryształków C 6 H 8 O 7 powstała reakcja podwójnej wymiany, którą można opisać następującym równaniem NaHCO 3 + C 6 H 8 O 7 -> CO 2 +H 2 O+NaC 6 H 5 O 7 W reakcji tej nastąpiło wytrącenie dwutlenku węgla (CO 2 ), wody (H 2 O), oraz cytrynianu sodu (NaC 6 H 5 O 7 ).

5. OBLICZENIA

Wzór na określenie twardości węglanowej w stopniach niemieckich [n°] X=2,8·V·k gdzie: V [ml]- ilość zużytego roztworu HCl k- miano roztworu = 0,101 gramorównoważnika na litr  woda destylowana X=2,8·0,1·1,01= 0,2828°n  woda wodociągowa X=2,8·0,8·1,01= 2,2624°n  woda twarda X=2,8·5,1·1,01= 14,4228°n

6. INTERPRETACJA WYNIKÓW BADAŃ

Zad. Do badań użyto trzech próbek wody: destylowanej, wodociągowej i twardej. Do zlewek o pojemności 250 cmᶟ odmierzono po 100 cmᶟ badanych wód dodano 3