Лабораторная работа: Замораживание как один из способов очистки питьевой воды от примесей

Определение сульфатов (качественное определение с приближённой количественной оценкой)

Оборудование и реактивы: Штатив лабораторный с пробирками, пипетки 5 и 10 см3 с делениями на 0, 1 см3, колбы мерные вместимостью 100, 500 и 1000 см3, пробирки колориметрические с притертой пробкой и отметкой на 10 см3, палочки стеклянные, воронки стеклянные, HCl(1:5), BaCl2. (5%), калий сернокислый, серебро азотнокислое, вода дистиллированная. Подготовка к анализу. Приготовление основного стандартного раствора серно­кислого калия: 0, 9071 г K₂ SO₄ растворяют в мерной колбе вместимостью 1 дм³ в дистиллированной воде и доводят объем раствора дистиллированной водой до метки. 1 см³ раствора содержит 0, 5 мг сульфат-иона.

Приготовление рабочего стандартного раствора сернокислого калия

Основной раствор разбавляют 1 : 10 дистиллированной водой. 1 см³ раствора содержит 0, 05 мг сульфат-иона.

Приготовление 5 %-ного раствора хлористого бария

5 г ВаСl₂ растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 100 см³ .

Приготовление 1, 7 %-ного раствора азотнокислого серебра

8, 5 г AgNO₃ растворяют в 500 см³ дистиллированной воды и подкисляют 0, 5 см³ концентрированной азотной кислоты.

Проведение анализа

В колориметрическую пробирку диаметром 14-15 мм наливают 10 см3 исследуемой воды, добавляют 0,5см³ соляной кислоты (1:5). Одновременно готовят стандартную шкалу. Для этого в такие же пробирки наливают 2, 4, 8 см³ рабочего раствора сернокислого калия и 1, 6; 3, 2; 6, 4 см³ основного раствора K₂ SO₄ и доводят дистиллированной водой до 10 см³ , получая таким образом стандартную шкалу с содержанием: 10, 20, 40, 80, 160, 320 мг/дм³ сульфат-иона. Прибавляют в каждую пробирку по 0, 5 см³ соляной кислоты (1:5), затем в исследуемую воду и образцовые растворы по 2 см3 5 %-ного раствора хлористого бария, закрывают пробками, перемешивают и сравнивают со стандартной шкалой.

Определение иона свинца (качественное)

Йод калий дает в растворе с ионами свинца характерный осадок PbI₂ : Исследования производятся следующим образом. К испытуемому раствору прибавить немного KI, после чего, добавив CH₃ COOH, нагреть содержимое пробирки до полного растворения первоначально выпавшего мало характерного желтого осадка PbI₂ . Охладить полученный раствор под краном, при этом PbI₂ выпадет снова, но уже в виде красивых золотистых кристаллов Pb²⁺ +2I- . = PbI₂

Определение ионов меди (качественное)

В фарфоровую чашку поместить 3-5мл исследуемой воды, выпарить досуха, затем прибавить 1каплю конц. раствора аммиака. Появление интенсивно синего цвета свидетельствует о появлении меди

2Сu²⁺ +4NH₄ . ОН = 2[Cu(NH₃ )₄ ]²⁺ +4H₂ O

Определение органических веществ в воде

Оборудование и реактивы: пробирки, пипетка на 2мл, HCl (1:3), KMnO₄

Определение: Наливают в пробирки 2 мл фильтрата пробы, добавляют несколько капель соляной кислоты. Затем готовят розовый раствор KMnO₄ и приливают его к каждой пробе по каплям. В присутствии органических веществ KMnO₄ будет обесцвечиваться. Можно считать, что органические вещества полностью окислены, если красная окраска сохраняется в течение одной минуты. Посчитав количество капель, которое потребуется для окисления всех органических веществ, узнаем загрязненность пробы[5]

Методы устранения жёсткости воды

Для избавления от временной жёсткости необходимо просто вскипятить воду. При кипячении воды гидрокарбонаты разлагаются с образованием осадка среднего или основного карбоната:

Ca(HCO₃ )₂ = СаСО₃ + СО₂ + Н₂ О,

Mg(HCO₃ )₂ = Мg₂ (ОН) ₂ СО₃ +3СО₂ + Н₂ О,

и жёсткость воды снижается. Поэтому гидрокарбонатную жёсткость называют временной.

Умягчить жёсткую воду можно и обработкой воды различными химическими веществами. Так, временную (карбонатную) жёсткость можно устранить добавлением гашеной извести:

Са²⁺ +2НСО^- ₃ + Са²⁺ + 2ОН^- = 2СаСО₃ + 2Н₂ О

Mg²⁺ +2НСО^- ₃ + Са²⁺ + 4ОН^- = Mg(ОН) ₂ +2СаСО₃ + 2Н₂ О.

При одновременном добавлении извести и соды можно избавиться от карбонатной и некарбонатной жёсткости (известково-содовый способ). Карбонатная жёсткость при этом устраняется известью (см. выше), а некарбонатная - содой:

Са²⁺ + СО^2- ₃ = СаСО₃ Mg²⁺ + СО^2- ₃ = Mg СО₃

и далее Mg СО₃ + Са²⁺ + 2ОН^- = Mg(ОН) ₂ +СаСО₃