Лужність води

(визначення карбонатного та гідрокарбонатного іонів)

Загальна лужність природних вод утворюється аніонами слабких кислот: HCO₃^-, CO₃^2-, SiO₃^2-, HS^-, а в болотяних та нафтових водах - аніонами органічних кислот. Вміст усіх перелічених аніонів, за винятком карбонатних та гідрокарбонатних, у природних водах дуже малий, тому за значення загальної лужності води приймають вміст карбонатних та гідрокарбонатних іонів.

Визначення карбонатного та гідрокарбонатного іонів проводять методом тітрування проби води соляною кислотою. Реакція йде у дві фази:

1) СO₃^2- + H⁺ ↔ HCO₃^- ; 2) HCO₃^- + H⁺ → H₂O + CO₂

pH>8,3 pH = 3

Перша фаза реакції проходить у присутності індикатору фенолфталеїну, який у лужному середовищі (pH>8,3) забарвлює воду у рожевий колір. Тітруючи цей розчин соляною кислотою до знебарвлення, ми досягаєм такого моменту, коли вода вже не містить іону CO₃^2-, а тільки іон HCO₃^-. Оскільки іон CO₃^2- визначається по індикатору фенолфталеїну тільки наполовину (до форми HCO₃^-), то для визначення загальної кількості карбонатного іону, об‘єм витраченої на тітрування кислоти треба подвоїти.

Подальше тітрування води соляною кислотою проходить по другій фазі реакції, для якої індикатором є метиловий оранжевий. Він забарвлює воду у жовтий колір, а при pH=3 переходить у рожевуватий (персиковий) колір. При розрахунку вмісту HCO₃^-, первісно присутнього у воді треба із загальної кількості мілілітрів соляної кислоти, витрачених на титрування води з метиловим оранжевим, відняти кількість мілілітрів соляної кислоти, витрачених на титрування води з фенолфталеїном.

Необхідні хімічні реактиви та обладнання:

1% розчину фенолфталеїну

5 % розчин соляної кислоти

індикатор метиловий оранжевий

конічна колба місткістю 200мл

[CO₃^2-] Х і д а н а л і з у. Відміряти піпеткою 50 мл досліджуваної води у конічну колбу, додати 4 краплі 1% розчину фенолфталеїну.

Якщо рідина забарвиться у рожевий колір, її тітрують соляною кислотою до знебарвлення. Відсутність рожевого забарвлення свідчить про відсутність іону CO₃^2-.

Розрахунок [CO₃^2-] = (мг-екв/л) ^. 30 (мг/л) де V₁ – об‘єм соляної кислоти, витраченої на тітрування води з

фенолфталеїном,мл;

N - нормальність соляної кислоти;

30 - еквівалентна вага іону CO₃^2-;

V₀ - об‘єм води, яку тітрували, мл.

В тій самій колбі, де визначали вміст CO₃^2-, до знебарвленої рідини додати 2 краплі метилового оранжевого та тітрувати розчин соляною кислотою до переміни кольору з жовтого на рожеватий (персиковий).

Розрахунок [НCO₃^-] = мг-екв/л ^. 61 (мг/л).

де V₂ – об‘єм соляної кислоти, витраченої на титрування з метиловим оранжевим, мл;

V₁ – об‘єм соляної кислоти, витраченої на титрування з фенолфталеїном, мл;

N - нормальність соляної кислоти;

V₀ – об‘єм води, яку тітрували, мл;

61 - еквівалентна вага іону НCO₃^-.