Теоретическое введение. Жёсткость воды обусловливается присутствием в ней солей кальция и магния

Жёсткость воды обусловливается присутствием в ней солей кальция и магния. Различают временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную) жёсткость. Временную жёсткость придают воде гидрокарбонаты кальцияи магнияCa(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂, постоянную − сульфаты и хлориды этих металлов CaSO₄, MgSO₄ и CaCl₂, MgCl₂ Сумма временной и постоянной жёсткости составляет общую жёсткость воды.

Жёсткость воды выражается числом миллимолей эквивалентов ионовСа²⁺ и Мg²⁺, содержащихся в 1 л воды (ммоль/л). Один миллимоль эквивалентов жёсткости отвечает содержанию 20,04 мг/л ионов Са²⁺или 12,16 мг/л ионов Мg²⁺.

Для определения общей жёсткости воды используется метод комплексонометрии. В основе этого метода лежит титрование воды в присутствии аммиачного буферного раствора и индикатора хромогена чёрного ЕТ-00 раствором комплексона III (трилона Б) до перехода винно-красной окраски в синюю.

В присутствии ионов Са^{2 +} и Мg^{2 +} индикатор окрашивается в красный цвет, при отсутствии − в синий. При титровании жёсткой воды раствором трилона Б происходит связывание ионов Са²⁺ и Мg²⁺, поэтому в конце титрования индикатор изменяет окраску и раствор становится синим.

Определение карбонатной жёсткости воды сводится к определению концентрации гидрокарбонат-ионовНСО₃^‾ и, тем самым, эквивалентной этим ионам концентрации ионов жёсткости Са²⁺ и Мg²⁺. Анализ проводят методом нейтрализации. В основе этого метода лежит титрование воды в присутствии метилоранжа раствором соляной кислоты до перехода жёлтой окраски индикатора в оранжевую.

Анион НСО₃^‾вводе гидролизуется:

НСО₃^‾ + Н₂О ↔ Н₂СО₃ + ОН^‾,

поэтому вода имеет щелочную реакцию среды и метилоранж в ней окрашен в жёлтый цвет. При титровании раствором HCl такой воды протекает реакция нейтрализации:

ОН^‾ + Н⁺ ↔ Н₂О

Ионы Н⁺ нейтрализуют количество ионов ОН ^‾, эквивалентное концентрации ионов НСО₃^‾.

Анализ воды на жёсткость предполагает обычно:

1. Определение общей жёсткости Ж_о.

2. Определение карбонатной жёсткости Ж_к.

3. Вычисление некарбонатной жёсткости Ж_нк = Ж_о – Ж_к.