TWARDOŚĆ WODY - chemia.odlew.agh.edu.pl

TWARDOŚĆ WODY
Ćwiczenie 1.
Oznaczanie twardości przemijającej wody wodociągowej
Oznaczenie twardości przemijającej wody polega na miareczkowaniu określonej ilości badanej wody
roztworem kwasu solnego o znanym stężeniu w obecności wskaźnika. Podczas miareczkowania
wodorowęglany wapnia i magnezu reagują z kwasem solnym wg równań reakcji:
Ca(HCO3)2 + 2 HCl = CaCl2 + 2H2O + 2CO2
Mg(HCO3)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O + 2CO2
Zmiana zabarwienia wskaźnika wskazuje na koniec miareczkowania.
Sprzęt:
- kolba stożkowa,
- biureta,
- cylinder miarowy
Odczynniki:
- HCl,
- oranż metylowy
Opis ćwiczenia:
3
Do kolby stożkowej odmierzyć za pomocą cylindra miarowego 50 cm wody wodociągowej, dodać 2
krople oranżu metylowego. Napełnić biuretę roztworem HCl do kreski oznaczonej „0” przez
naciśnięcie butelki z roztworem i miareczkować przygotowaną wodę ze wskaźnikiem dodając do niej
kroplami z biurety roztwór kwasu do momentu zmiany zabarwienia z żółtego na różowe. Odczytać na
biurecie objętość zużytego roztworu HCl. Miareczkowanie powtórzyć. W razie dużej rozbieżności
3
wyników (powyżej 0,5cm ) wykonać miareczkowanej trzeci raz. Do obliczeń wziąć średnią z
3
uzyskanych wyników. W obliczeniach twardości przemijającej uwzględnić, że 1cm HCl odpowiada
2,8mg CaO.
Ćwiczenie 2.
Oznaczenie twardości ogólnej metodą wersenianową
Oznaczenie twardości ogólnej polega na miareczkowaniu badanej próbki wody z dodatkiem buforu
amonowego (o pH 10) roztworem wersenianu dwusodowego o znanym stężeniu wobec czerni
eriochromowej jako wskaźnika. W takim środowisku jony wapnia i magnezu, które są odpowiedzialne
za twardość wody, reagują z wersenianem wg równań reakcji:
CH2 COOH
CH2
N
CH2
N
CH2COONa
CH2COONa
CH2 COOH
Sprzęt:
- kolba stożkowa,
- biureta,
- pipeta kalibrowana
- cylinder miarowy
CH2 COOH
Ca
+
2
2
+ (Mg +
)
CH2
N
CH2
N
CH2COO
+
Ca (Mg) + 2 Na
CH2COO
CH2COOH
Odczynniki:
- 0.02 M roztwór wersenian dwusodowy EDTA-Na,
- bufor amoniakalny,
- nasycony roztwór czerni eriochromowej T
Opis ćwiczenia:
Celem lepszego uchwycenia końca miareczkowania, wskazane jest zastosowanie roztworu
porównawczego: analizowanej wody zawierającej takie same ilości roztworu buforowego i wskaźnika.
3
Należy więc do 2 kolb stożkowych odmierzyć za pomocą cylindra miarowego po 50 cm wody
3
wodociągowej, dodać po 1cm buforu amonowego oraz po 5 kropli czerni eriochromowej T. Obydwie
kolby ustawić obok siebie na białej kartce. Pierwszy roztwór należy potraktować jako wzorzec koloru,
natomiast drugi miareczkować 0,02M roztworem EDTA-Na (miareczkowanie zawsze zaczynamy od
poziomu „0” w biurecie) do momentu zmiany zabarwienia z fioletowo-czerwonego na niebieskie.
Odczytać na biurecie objętość zużytego roztworu wersenianu. Miareczkowanie powtórzyć.
Ćwiczenie 3.
Oznaczanie twardości przemijającej i ogólnej wody destylowanej
Sprzęt:
Odczynniki:
- kolby stożkowe (2 sztuki)
- roztwór HCl,
- biureta,
- oranż metylowy,
- pipeta kalibrowana
- 0.02 M roztwór wersenian dwusodowy EDTA-Na,
- cylinder miarowy
- nasycony roztwór czerni eriochromowej T,
- bufor amoniakalny.
Opis ćwiczenia:
3
Pobrać dwie próbki wody destylowanej po 50 cm . Jedną miareczkować jak w ćwiczeniu 1, drugą, jak
w ćwiczeniu 2.
Ćwiczenie 4.
Oznaczanie twardości przemijającej i ogólnej wody zmiękczonej metodą termiczną.
Sprzęt:
Odczynniki:
- kolby stożkowe (2 sztuki)
- roztwór HCl,
- biureta,
- oranż metylowy,
- pipeta kalibrowana
- 0.02 M roztwór wersenian dwusodowy EDTA-Na,
- cylinder miarowy
- nasycony roztwór czerni eriochromowej T,
- bufor amoniakalny.
Opis ćwiczenia:
3
Pobrać dwie próbki wody gotowanej po 50 cm . Jedną miareczkować jak w ćw.1., drugą, jak w ćw. 2.
Ćwiczenie 5.
Oznaczanie twardości przemijającej i ogólnej wody mineralnej
Sprzęt:
Odczynniki:
- kolby stożkowe (2 sztuki)
- roztwór HCl,
- biureta,
- oranż metylowy,
- pipeta kalibrowana
- 0.02 M roztwór wersenian dwusodowy EDTA-Na,
- cylinder miarowy
- nasycony roztwór czerni eriochromowej T,
- bufor amoniakalny.
Opis ćwiczenia:
3
Pobrać dwie próbki wodymineralnej po 50 cm . Jedną miareczkować jak w ćw.1., drugą, jak w
ćw. 2.
Opracowanie wyników
Na podstawie wyników miareczkowania obliczyć twardość przemijającą ze wzoru (1) i twardość
ogólną ze wzoru (2). Wyniki zebrać w tabeli na arkuszu sprawozdania.Na podstawie wartości
twardości ogólnej zakwalifikować wodę wodociągową, zmiękczoną na kolumnie jonitowej i zmiękczoną
metodą termiczną do odpowiedniej klasy.
Obliczenia wykonać na podstawie wzorów:
v kw 2,8 [ o n]
(1)
v EDTA 0,2 1000 o
[ n]
vw
(2)
Tw przem
Tw og
v kw - objętość kwasu zużyta na zmiareczkowanie badanej wody [cm 3],
v w - objętość wody wzięta do oznaczenia [cm 3],
vEDTA - objętość wersenianu dwusodowego zużyta na zmiareczkowanie wody [cm 3],
3
o
0,2 – współczynnik przeliczeniowy – 1cm roztworu wersenianu dwusodowego odpowiada 0,2 n.
20...../.....
Nazwisko, imię:
Podpis
prowadzącego
Wydz.
Gr.
Temat:
Twardość wody
Tabela 2: Wyniki oznaczenia twardości wody.
twardość
vkw
rodzaj wody
przemijająca
3
o
[cm ]
[ n]
woda wodociągowa
woda po zagotowaniu
woda destylowana
woda mineralna
Obliczenia:
Wnioski:
vEDTA
3
[cm ]
twardość
ogólna
o
[ n]
klasa wody
RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW
Ćwiczenie 1.
Sprzęt:
- porcelanowa płytka analityczna
- papierki wskaźnikowe uniwersalne
- pęseta
Odczynniki:
- NaNO3
- NH4Cl
- MgCl2
- AlCl3
- Na2CO3
- Na2HPO4
Opis ćwiczenia:
Ćwiczenie polega na określeniu pH roztworów soli za pomocą papierków wskaźnikowych. W tym celu,
korzystając z pęsety, należy umieścić w zagłębieniu porcelanowej płytki analitycznej papierek
wskaźnikowy, a następnie wlać 2-3 krople roztworu danej soli. Porównać barwę papierka
wskaźnikowego ze skalą barw i odczytać pH z dokładnością do 1. Czynność powtórzyć dla kolejnego
roztworu soli, nowego papierka wskaźnikowego i następnego zagłębienia w płytce analitycznej.
Ćwiczenie 2.
Sprzęt:
- porcelanowa płytka analityczna
- papierki uniwersalne
- pH-metr z elektrodą pH-metryczna
kombinowaną
- zlewki
Odczynniki:
- 1M CH3COOH
- 0,01M CH3COOH
Opis ćwiczenia:
Określić orientacyjne wartości pH roztworów kwasu octowego o różnych stężeniach (0,01M i
1M) za pomocą papierków uniwersalnych w sposób analogiczny jak w Ćwiczeniu 1.
Zmierzyć dokładną wartość pH roztworów CH3COOH za pomocą pH-metru w sposób opisany
poniżej, a następnie obliczyć stężenie jonów wodorowych odpowiadające wyznaczonym wartościom
pH dla obu roztworów.
Pomiar pH z użyciem pH-metru. Dostępny w laboratorium pH-metr jest przystosowany do współpracy
z kombinowaną elektrodą pH-metryczną. W czasie spoczynku elektroda zanurzona jest w roztworze
zapobiegającym wysychaniu membrany szklanej znajdującej się na jej końcu. W celu wykonania
pomiaru pH koniec elektrody należy przemyć wodą destylowaną oraz osuszyć ręcznikiem
papierowym, a następnie zanurzyć w zlewce zawierającej badany roztwór. Pomiar pH pojedynczego
roztworu powinien trwać ok. 5 minut (ustalenie się równowagi jonowej). Każdorazowo po wykonaniu
pomiaru elektrodę należy ponownie przemyć wodą destylowaną oraz osuszyć ręcznikiem
papierowym. Po zakończeniu wszystkich pomiarów elektrodę (po wcześniejszym umyciu i osuszeniu)
należy zanurzyć w roztworze zapobiegającym wysychaniu membrany szklanej.
Ćwiczenie 3.
Sprzęt:
- statyw z probówkami
Odczynniki:
- BaCl2
- Ba(NO3)2
- Na2SO4
- H2SO4
Opis ćwiczenia:
3
3
Do dwóch probówek nalać po 1 cm BaCl2, do dwóch następnych po 1cm Ba(NO3)2. Dodając
kroplami H2SO4 do probówki zawierającej roztwór BaCl2 i następnie probówki zawierającej roztwór
Ba(NO3)2 obserwować zmiany zachodzące w roztworach. Podobne próby wykonać dla dwóch
pozostałych probówek zawierających roztwory BaCl2 i Ba(NO3)2 dodając kroplami roztwór Na2SO4.
20...../.....
Nazwisko, imię:
Podpis
prowadzącego
Wydz.
Gr.
Temat: RÓWNOWAGI
W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW
Ćw. 1 Określenie pH za pomocą papierków uniwersalnych
Badana sól
Pomiar pH
Odczyn po
hydrolizie
Reakcje hydrolizy
NaNO3
NH4Cl
-
+
pH<7
(kwaśny)
-
NH4 + Cl + H2O = NH4OH + H + Cl
MgCl2
AlCl3
Na2CO3
Na2HPO4
Ćw. 2. Stała i sopień dysocjacji CH3COOH w roztworze wodnym
Stężenie jonów
Roztwór kwasu
Pomiar pH
Pomiar pH
wodorowych
octowego
(pap.uniwersalny)
(pH – metr)
+
[H ]
Stopień
dysocjacji
Stała dysocjacji
K
1M
0,01M
+
Miejsce na obliczenia. Uwaga: obliczenia [H ],
i K proszę wykonać na podstawie wzorów 2, 3, 4, 5, 9.
Ćw. 3. Reakcje jonowe otrzymywania trudno rozpuszczalnych soli
Substancje reagujące
BaCl2 + H2SO4
Ba(NO3)2 + H2SO4
BaCl2 + Na2SO4
Ba(NO3)2 + Na2SO4
Zachodząca reakcja cząsteczkowa i jonowa
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl
2+
+
2Ba + 2Cl + 2H + SO4 = BaSO4
+
-
+ 2H + 2Cl