II .5. Определение гидрокарбонат-ионов титреметрическим методом

 

При одновременном присутствии в воде ионов HCO₃^- и CO₃^2- определение ведут в одной пробе, нейтрализуя рабочим раствором соляной кислоты щелочность, создаваемую этими ионами.

Щелочностью называют содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с сильными кислотами, т.е. с ионами водорода. Расход кислоты выражает общую щелочность.

В обычных природных водах щелочность зависит, как правило, только от гидрокарбонат-ионов щелочноземельных металлов. В этом случае значение рН воды не превышает 8,3. Общая щелочность практически тождественна карбонатной жесткости и соответствует содержанию гидрокарбонатов.

Карбонат ионы содержаться в щелочных водах. Обычно питьевая вода не содержит карбонатов. На это указывает отсутствие розовой окраски от прибавления к пробе фенолфталеина. В этом случае в воде определяют только гидрокарбонаты титрованием кислотой в присутствии метилоранжа (Таубе, 1971).

 

Реактивы необходимые для определения гидрокарбонат-ионов титриметрическим методом

1. Соляная кислота 0,1 н. раствор;

Разбавляли 8,5 см³ HCl (конц.) ч.д.а. дистиллированной водой до 1 дм³. Титр или поправочный коэффициент определяли по 0,1 н. раствору карбоната натрия. Для приготовления этого раствора навеску 5,3002 г Na₂CO₃ ч.д.а., высушенного при 270-300^оС в свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воде и разбавляли этой же водой до 1 дм³. из полученного раствора отбирали 20 см³, разбавляли до 100 см³ прокипяченной дистиллированной водой и титровали 0,1 н. раствором соляной кислоты. Титрованный раствор кислоты приготовляли так, чтобы поправочный коэффициент для приведения его концентрации к точно 0,1 н. был в пределах 0,99-0,01.

2. Фенолфталеин 0,5% раствор;

Растворяли 0,5 г фенолфталеина в 50 см³ 96% этилового спирта и разбавляли 60 см³ дистиллированной воды. В раствор по каплям добавляли 0,01 н. NaOH до появления заметной розовой окраски.

3. Метиловый оранжевый 0,05% раствор;

Растворяли 0,05 г натриевой соли метилового оранжевого в 100 см³ горячей дистиллированной воды, и после охлаждения фильтровали.  

 

Мерную колбу объемом 100 см³ ополаскивали два раза анализируемой водой и наполняли ее до метки. Отмеренную воду количественно (полностью) переносили в коническую колбу объемом 200-250 см³, прибавляли 2-3 капли фенолфталеина, тщательно перемешивали и оттитровывали стандартным раствором соляной кислоты                  (Сн = 0,1^{моль экв.}/_дм³) до исчезновения розовой окраски.

К оттитрованной пробе прибавляли 2-3 капли метилоранжа и титровали стандартным раствором соляной кислоты (Сн = 0,1^{моль экв.}/_дм³) до появления оранжевой окраски. Находили объем израсходованной кислоты. За результат анализа принимали среднее арифметическое трех параллельных определений. Количество (миллимоль) израсходованной на титрование соляной кислоты равно количеству (миллимоль) солей, обуславливающих карбонатную жесткость, содержащихся в титруемом объеме воды.

Содержание карбонатов вычисляли по формуле:

                           Xco₃^2- ;

                             

где Xco₃^2- – содержание в исследуемой воде СО₃^2—ионов, мг^.л^-1;

 V₁ - объем 0,1 н. HCl, израсходованный на титрование пробы воды в присутствии фенолфталеина, мл; N – нормальность раствора HCl;       E - эквивалент СО₃^2- (30); V₃ – объем пробы взятый на титрование, мл; (Лурье, 1973).

При наличии в исследуемой воде только гидрокарбонатов вычисления ведут по формуле:

                           Xнco₃^- ;

где V₂ – объем 0,1 н. HCl, израсходованный на титрование пробы воды в присутствии метилоранжа, мл; E - эквивалент НСО₃^- (61,018);

 

Глава III. Результаты и их обсуждение

 

Уровень минерализации природных пресных вод обусловлен содержанием сульфат-ионов (SO₄^2-), карбонат (CO₃^2-) и гидрокарбонат-ионов (HCO₃^-) и, в особенности, хлорид-ионов (Cl^-), которые являются преобладающими анионами в водах с высокой степенью минерализации.

В результате проведенных исследований были получены следующие результаты: содержание гидрокарбонат-ионов в реке Комаровка составляет в среднем 57,5553 ^мг/_л, реке Раковка 68,9751 ^мг/_л. Повышенное содержание гидрокарбонат-ионов наблюдается в пробах, взятых в реке Раковка после УМЖК. Оно составляет 92,1406 ^мг/_л. Это объясняется повышенным техногенным воздействием предприятия на воды реки.

В месте слияния Комаровки и Раковки концентрация гидрокарбонат-ионов составляет 75,6612 ^мг/_л.

Карбонат-ионов в отобранных пробах обнаружено не было: фенолфталеин не дал розовой окраски с исследуемой водой. Это позволяет сделать заключение о том, что воды Комаровки и Раковки не «щелочные».

Сульфат-ионов в пробах обнаружить с помощью приведенной выше методики также не удалось. Вероятнее всего содержание сульфат-ионов выходит за пределы чувствительности данной методики.

Хлориды по общему содержанию в природных водах занимают первое место среди анионов. Содержание хлорид-ионов одинаково и в Раковке, и в Комаровке. Оно составляет 25,3348 ^мг/_л.

        

 

Заключение и выводы

 

В результате проведенной работы можно сделать вывод о том, что воды реки Раковка и реки Комаровка обладают достаточно низкой степенью минерализации.

Согласно классификации Алекина воды рек Раковка и Комаровка, как и воды большинства рек России, можно отнести к гидрокарбонатному классу.

 

 

Литература

1. Алпатьев А.М. Развитие, преобразование и охрана природной среды.  

Л.: Наука, 1983.

2. Банников А.Г., Рустамов А.К. Охрана природы. М.: Колос, 1977.

3. Возная Н.Ф. Химия воды и микробиология. М.: Высшая школа, 1979.

4. Дерпгольц В.Ф. Мир воды. Л.: Недра, 1979.

5. Константинов А.С. Объщая гидробиология. М.: Высшая школа, 1986.

6. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1971.

7. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. М.: Химия, 1973.

8. Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И. Унифицированные методы анализа природных и сточных вод. М.: Химия, 1971.

9. Оуэн О.С. Охрана природных ресурсов. М.: Колос, 1977.

10. Подорванова Н.Ф., Чернова Б.Б. Химический анализ природных вод. 

Владивосток: ДВГМА, 1997.

11. Таубе П.Р., Баранова А.Г. Практикум по химии воды. М.: Высшая 

школа, 1971.

12. Юрков Г.К.. Сафонова И.Н. Вода. М.: Учпедгиз, 1962.