Опыт №2. Определение жесткости воды
Занятие №15
Тема: «Анализ питьевых и сточных вод»
Цель занятия: научиться определять качество питьевых и сточных вод.
Задачи:
Научиться методикам:
· определения цветности
· определения запаха
· определения мутности
· определения водородного показателя (рН)
· определения грубодисперсных примесей
· определения тяжелых металлов
· определения углерода
· определения содержания кальция
· определения хлорид-ионов
· определения сульфатов
· определения нитритов
· определения растворенного кислорода
Компетенции: ПК-39.
Взаимосвязь с другими дисциплинами: физиология и анатомия человека, органическая химия, аналитическая химия, неорганическая химия.
Средства обучения: лабораторные журналы, необходимые реактивы и посуда для проведения исследования
Содержание занятия: лабораторная работа «Анализ питьевых и сточных вод».
Воспитательное значение темы: на данном занятии студенты знакомятся с методами определения качества питьевых и сточных вод, что необходимо в практике провизора и судебно-химического эксперта.
Студент должен знать:
1.до изучения темы: методику определения цветности, рН, тяжелых металлов.
2.после изучения темы: теоретические основы определения показателей качества воды.
Студент должен уметь:
Определять:
· цветность
· запах
· мутность
· водородный показатель (рН)
· грубодисперсные примеси
· тяжелые металлы
|
|
|
· углерод
· содержание кальция
· содержание хлорид-ионов
· содержание сульфатов
· содержание нитритов
· содержание растворенного кислорода
Методика проведения занятия:
1.Хронометраж занятия:
продолжительность занятия 135 минут
вступительное слово 15 минут
беседа по теме занятия 50 минут
практическая работа 60 минут
заключение 5 минут
2.Вступительное слово: рассказ о протекании практического занятия
3.Контроль исходного уровня знаний: фронтальный опрос
Беседа по теме занятия
Вопросы для собеседования
1. Определение цветности пробы воды;
2. Определение запаха пробы воды;
3. Определение мутности и водородного показателя пробы воды;
4. Определение тяжелых металлов, веществ, содержащих азот, углерод, серу в пробе воды;
5. Обнаружение кальция, сульфат-ионов, хлорид-ионов, нитритов в пробе воды;
6. Определение растворенного кислорода в пробе воды;
7. Определение жесткости (постоянной и временной) пробы воды.
Практическая работа
лабораторная работа «Анализ питьевых и сточных вод»
Методику выполнения лабораторных работ см. методические рекомендации к практическим занятиям по токсикологической химии.
6. Заключение: подводится итог практической части занятия, студенты заполняют лабораторные журналы и сдают их на проверку.
|
|
|
Рекомендуемая литература
Основная литература
1.Лекционный материал
2.Токсикологическая химия: учебник/ Т.Х.Вергейчик:под редакцией проф.Е.Н.Вергейчика. – М.:МЕДпресс-информ, 2009.
3. Токсикологическая химия. Учебное пособие А.И.Жебентяев, Н.А.Алексеев, ВГМУ, Витебск, 2003
Дополнительная литература
4.Токсикологическая химия М.Д.Швайкова «Медицина», Москва, 1975 г.
5.Токсикологическая химия Крамаренко В.Ф. Киев «Высшая школа» 1989г.
План занятия 15
Анализ питьевых и сточных вод
1. Разобрать вопросы, которые вызвали у студентов затруднения.
2. Устный опрос.
3. Выполнение лабораторной работы №8.
Лабораторная работа №8
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ
Цель: определение качества воды по запаху, показателю жесткости, по содержанию примеси хлоридов.
Опыт №1. Определение запаха воды
Методика определения при температуре 20 °С
В колбу вместимостью 250 мл отмеривают 100 мл испытуемой воды температуры 20 °С, закрывают часовым стеклом, перемешивают, затем сдвигают стекло в сторону и определяют характер и интенсивность запаха.
Методика определения при температуре 60 °С
|
|
|
В колбу вместимостью 250 мл отмеривают 100 мл испытуемой воды, накрывают колбу часовым стеклом и подогревают на водяной бане до температуры 50 - 60 °С. Содержимое колбы несколько раз перемешивают, затем сдвигают стекло в сторону и определяют характер и интенсивность запаха.
Таблица 1. Оценка интенсивности запаха воды.
| Интенсивность запаха | Характер проявления запаха | Баллы |
| Нет | Запах не ощущается | 0 |
| Очень слабая | Запах не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании | 1 |
| Слабая | Запах замечается потребителем, если обратить на это его внимание | 2 |
| Заметная | Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде | 3 |
| Отчетливая | Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья | 4 |
| Очень сильная | Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению | 5 |
Запах воды не должен превышать 2 баллов. Специфический запах, появляющийся при хлорировании, не должен превышать 1 балла. (Согласно ГОСТу 2874 - 82)
При определении запаха должны соблюдаться следующие условия: воздух в помещении, где проводится анализ, не должен иметь отвлекающего запаха; одежда, руки, лицо, волосы наблюдателя так же не должны иметь отвлекающего запаха, одно и то же лицо не должно длительное время производить определение запаха, так как наступает утомление, привыкание к запахам и притупление обоняния.
|
|
|
Опыт №2. Определение жесткости воды
Методика определения общей жесткости воды
В колбу для титрования отмеряют 100 мл исследуемой воды, добавляют 5 мл аммиачного буферного раствора и медленно титруют при постоянном перемешивании 0,01 моль/л раствором Трилона Б (индикатор - кислотный хром черный специальный). Титрование ведут до трех сходящихся результатов.
Результаты оформляют в виде таблицы.
Таблица 2. Результаты определения общей жесткости воды.
| Объем исследуемой Пробы ВОДЫ (Vпробы), мл | Средний объем раствора Трилона Б (УтриБ), МЛ | Молярная концентрация Трилона Б (сэкв.), моль/л | Общая жесткость ВОДЫ (Ж0бщ.), ммоль экв/л |
| 100 | 0,01 |
Общую жесткость воды (в ммоль экв/л) рассчитывают по закону эквивалентов:
Методик а определения карбонатной и некарбонатной жесткости воды
В колбу для титрования отмеряют 100 мл исследуемой воды и медленно титруют при постоянном перемешивании 0,1 моль/л раствором хлористоводородной кислоты (индикатор - метиловый оранжевый). Титрование ведут до трех сходящихся результатов.
Результаты оформляют в виде таблицы.
Таблица 3. Результаты определения карбонатной и некарбонатной жесткости воды.
| Объем исследуемой пробы воды (Упробы), МЛ | Средний объем раствора НС1 (Уна), мл | Молярная концентрация НС1 (сЭ1<в.), моль/л | Карбонатная жесткость воды (Жк), моль/л | Некарбонатная жесткость воды (Жнк), ммоль экв/л |
| 100 | 0,1 |
Карбонатную жесткость воды (в ммоль экв/л) рассчитывают по формуле:
Виды жесткости и единицы ее измерения
Воду с растворенными в ней солями называют жесткой, а совокупность свойств такой воды - жесткостью. Согласно ГОСТ 6055 - 86 различают:
-*■ карбонатную жесткость - это совокупность свойств воды, обусловленных присутствием в ней гидрокарбонатов кальция, магния и железа. Часто этот вид жесткости называют временной или устранимой;
-*■ некарбонатную жесткость - совокупность свойств воды, обусловленных присутствием в ней сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов кальция, магния и железа. Этот вид жесткости также называют постоянной или неустранимой;
-*■ общую жесткость, складывающуюся из карбонатной и некарбонатной жесткости. Она равна сумме концентраций ионов Са2+, Mg2+, Fe2+.
Количественно жесткость воды в России выражают единицами жесткости. За единицу жесткости принимают жесткость воды в одном литре которой содержится один миллимоль эквивалент ионов Са или Mg (ммоль экв/л). Числовое значение жесткости, выраженное в ммоль/л, совпадает со значением в моль/м . Одна единица жесткости соответствует массовой концентрации ионов Са , равной 20,4 мг/л или ионов Mg , равной 12,15 мг/л.
По величине жесткости различают воду:
-> Очень мягкая (0-1,5 ммоль экв/л);
-> Мягкая (1,5 - 3,0 ммоль экв/л);
-> Среднежесткая (3,0 - 4,5 ммоль экв/л);
-> Довольно жесткая (4,5 - 6,5 ммоль экв/л);
-> Жесткая (6,5 -11,0 ммоль экв/л);
-»• Очень жесткая (свыше 11,0 ммоль экв/л).
Методы устранения и снижения жесткости воды
Устранение или снижение жесткости воды называют умягчением. Его осуществляют различными методами:
1. Термическая обработка воды.
Сущность метода заключается в предварительном нагревании воды до 70 - 80°С или ее кипячении. Метод позволяет устранить только временную (карбонатную) жесткость, обусловленную наличием в воде хорошо растворимых гидрокарбонатов кальция, магния и железа. При этом катионы Са2+, Mg2+, Fe2+ осаждаются в виде нерастворимых соединений. При термической обработке воды удается также снизить содержание в ней растворимых газов, т. к. их растворимость с увеличением температуры падает.
2. Химическая обработка воды (реагентный метод).
Этот метод позволяет устранить как временную жесткость, так и постоянную. Сущность его заключается в обработке воды специальными реагентами, образующими с ионами, вызывающими жесткость, малорастворимые соединения. К числу таких реагентов относятся: сода Na2C03, известь негашеная СаО и гашеная Са(ОН)2, различные фосфаты натрия (Na3P04, Na6P6018) и др.
При обработке воды известью (гашеной или негашеной) происходит устранение ее временной жесткости и одновременное снижение ее щелочности. Процесс называется известкованием или декарбонизацией. Обработка известью позволяет связать и растворенный в воде углекислый газ. Использование фосфатов натрия предпочтительнее, так как образующие фосфаты кальция, магния и железа менее растворимы, чем соответствующие их карбонаты и гидроксиды.
Для одновременного устранения карбонатной и некарбонатной жесткости широкое распространение в промышленности получил известково - содовый метод: обработка воды смесью СаО и Na2C03. Он становится еще более эффективным, если его проводить при нагревании, сочетая достоинства химического и термического методов.
3. Ионообменный метод.
Это современный физико-химический метод, широко используемый в промышленности. Использование его для умягчения и деминерализации воды позволяет не только уменьшить ее жесткость, но достичь ее глубокой очистки. Вода, подвергшаяся такой обработке, практически не содержит посторонних ионов.
Метод основан на способности некоторых веществ, не растворимых в воде, стехиометрически обменивать свои ионы на ионы внешней среды (воды, растворов электролитов). Вещества, обладающие такими свойствами, называют ионообменниками (ионообменными сорбентами) или сокращенно ионитами. Большинство ионитов -твердые, ограниченно набухающие вещества, аморфной или кристаллической структуры. Они состоят из каркаса (матрицы) и закрепленных на нем иогенных (активных функциональных) или комплексообразующих групп. Эти группы диссоциируют, давая полионы (фиксированные ионы, ковалентно связанные с каркасом) и эквивалентное число подвижных противоионов, способных к обмену и компенсирующих своими зарядами заряды полионов. По знаку заряду подвижных противоионов, т. е. по знаку заряду обменивающихся ионов, иониты делятся на катиониты, аниониты и амфолиты, по химической природе каркаса - на неорганические, органические и минерально -органические.
Приложение
Вода - одно из наиболее важных и распространенных химических соединений на нашей планете. Она является регулятором климатических условий на земле и универсальным растворителем в процессах, происходящих в живой и неживой природе. Хорошая растворяющая способность воды, обусловленная полярностью ее молекул, приводит к тому, что в природе она чаще всего встречается не в виде индивидуального химического соединения, а в виде сложной многокомпонентной системы, в состав которой входят минеральный вещества, газы, коллоидные и крупнодисперсные частицы, а также различные микроорганизмы.
Определение физических и органолептических свойств
Внешний вид воды обусловливают ее физические свойства (запах, вкус, цвет, прозрачность, осадок, муть). Определение физических свойств воды имеет большое гигиеническое значение, так как наличие в воде постороннего запаха, привкуса, окраски может указывать на загрязнение воды посторонними веществами, кроме того, отталкивает потребителя, действуя на его эстетические чувства, даже если она безвредна.
Характер и интенсивность запаха определяют органолептически. Характер запаха определяют по ощущению воспринимаемого запаха.
Различают две группы запахов: -*■ запахи естественного происхождения
Обусловлены живущими и отмирающими в воде микроорганизмами, влиянием берегов, дна, почв, грунтов. Так, присутствие в воде растительных остатков придает ей землистый, илистый, или болотный запах. Если вода цветет и в ней содержатся продукты жизнедеятельности актиномицетов, то она имеет ароматический запах. Наличие сероводорода придает воде запах тухлых яиц. При гниении органических веществ в воде или загрязнении ее нечистотами возникает гнилостный, сероводородный или фекальный запах.
Обычно характер запаха воды описывается следующими терминами: ароматический (огуречный, цветочный); болотный (кислый, тинистый); гнилостный (фекальный, сточный); древесный, землистый, плесневелый, рыбный, сероводородный, травянистый, неопределенный.
-*• запахи искусственного происхождения
Возникают при загрязнении воды промышленными и сельскохозяйственными сточными водами. Их характер определяют по названию тех веществ, запах которых они представляют: фенольный, камфорный, аптечный, хлорный, металлический.
Некарбонатную жесткость воды находят по разности:
Таблица 4. Оценка воды по величине жесткости.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 36; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!