POLITECHNIKA LUBELSKA

Wydział Mechaniczny

Temat: Właściwości fizykochemiczne wody.

MD 102.2a

1. Wstęp teoretyczny.

1. Oznaczanie barwy.

Barwę wody może wywoływać obecność wielu czynników takich, jak: plankton, roślinność, związki koloidalne, związki humusowe, jony metali (głównie żelaza i manganu) oraz różne inne zanieczyszczenia, wprowadzone ze ściekami przemysłowymi. Wody naturalne całkowicie bezbarwne są rzadkością, najczęściej mają barwę żółto - zieloną, o różnej intensywności i odcieniach.

Rozróżnia się barwę rzeczywistą (woda absolutnie klarowna) i pozorną (woda zawierająca wszystkie zanieczyszczenia nieorganiczne). Barwę pozorną określa się bez uprzedniego sączenia lub odwirowywania, natomiast rzeczywistą po uprzednim dokładnym usunięciu wszystkich zawiesin.

Istnieje również pojęcie barwy specyficznej, spowodowanej barwą ścieków przemysłowych. W takim przypadku barwy nie można określać ogólnie przyjętymi metodami, lecz opisowo, np. bardzo jasnoniebieska, bladoróżowa, itp.

Barwę rzeczywistą wód naturalnych określa się w stopniach, przy czym za jednostkę przyjęto takie zabarwienie, jakie wywoła w 1 dm³ wody destylowanej 1 mg Pt, rozpuszczonej w postaci chloroplatynianu potasowego (K₂PtCl₆) z dodatkiem 0,5 mg Co w postaci chlorku kobaltowego (CoCl₂·6H₂O).

Wody spotykane w przyrodzie najczęściej mają zabarwienie w granicach 5 - 30 mg Pt/dm³. Jednocześnie spotyka się wody o większym stopniu zabarwienia; najczęściej pochodzą one z terenów bagiennych, leśnych, torfowiskowych. Zawierają one znaczne ilości substancji organicznych pochodzenia roślinnego (głównie związki humusowe), a barwa ich waha się od jasnożółtej do koloru mocnej herbaty.

Barwę wody można oznaczyć:

• według skali platynowo - kobaltowej;

• według skali dwuchromianowo - platynowej;

• metodą opisową w przypadku barwy specyficznej.

2. Oznaczanie mętności (przezroczystości).

Mętność wód naturalnych uwarunkowana jest obecnością różnych nierozpuszczalnych związków pochodzenia mineralnego i organicznego, przy czym mogą ją powodować: gliny, iły, wytrącające się związki glinu, manganu, żelaza, kwasy humusowe, plankton, wyższe organizmy i inne. Na szczególną uwagę zasługuje mętność wód głębinowych, która pojawia się po pewnym czasie od momentu poboru. Dotyczy to szczególnie jonów manganu, magnezu, wapnia i żelaza. Wody zawierające te jony, związane najczęściej w postaci kwaśnych węglanów, pod wpływem ulatniania się dwutlenku węgla, wykrystalizowują, tworząc mętność, np.:

Mg(HCO₃)₂ → Mg(OH)₂ + 2CO₂

natomiast reakcja z wytrąceniem żelaza polega na jednoczesnym utlenianiu żelaza dwuwartościowego do trójwartościowego:

2Fe(HCO₃)₂ + H₂O +
O₂ → 2Fe(OH)₃ + 4CO₂

Mętność wody może stanowić wskaźnik zanieczyszczenia i dominująco wpływa na jej wygląd i apetyczność. Mętność wywołana przez związki organiczne jest z higienicznego punktu widzenia znacznie bardziej niebezpieczna, ponieważ może ona stanowić dodatkowe, a nieraz dominujące źródło skażenia bakteriologicznego. Określając więc stopień mętności należy ustalić, jakiego rodzaju zawiesina ją wywołuje (wody ściekowe, butwienie roślin, itp.).

Jako jednostkę porównawczą mętności przyjęto mętność wywołaną przez 1 mg SiO₂ w postaci zawiesiny wzorcowej dodanej do 1 dm³ wody destylowanej.

Mętność wody można oznaczać następującymi metodami:

• wizualną turbidymetryczną;

• nefelometryczną, fotometryczną;

• turbidymetryczną.

Najczęściej stosowaną metodą jest metoda wizualna. Polega ona na wizualnym porównywaniu natężenia światła przechodzącego przez badaną próbę wody i przez odpowiednie wzorce.

W zależności od stopnia mętności stosuje się dwie metody:

• oznaczenie mętności wody 0 - 5 mg SiO₂/dm³;

• oznaczenie mętności wody 5 - 50 mg SiO₂/dm³.

Często zamiast mętności oznacza się przezroczystość, która jest odwrotnie proporcjonalna do mętności i zależy od stopnia rozdrobnienia zawieszonych substancji nieorganicznych i organicznych oraz obecności różnych drobnych organizmów zawartych w wodzie (glony, plankton).

Do najczęściej stosowanych metod oznaczania przezroczystości należą:

• metoda Snellena;

• metoda krążków, stosowana dla wód w jeziorach.

1. Przebieg ćwiczenia.

Oznaczanie barwy według skali platynowo - kobaltowej

Zasada oznaczenia

Metoda polega na porównaniu barwy wody z uprzednio przygotowaną skalą wzorców.

Aparatura

• cylinder Nesslera o pojemności 100 cm³;

• komparator do cylindrów Nesslera.

Odczynniki

• roztwór wzorcowy (podstawowy) o barwie 500 mg Pt/dm³.

• robocza skala wzorców. Do szeregu cylindrów Nesslera odmierzyć ściśle określone ilości podstawowego roztworu wzorcowego barwy i uzupełnić wodą destylowaną do objętości 100 cm³.

Wykonanie oznaczenia

Do cylindra Nesslera wlać 100 cm³ badanej (klarownej) wody, wstawić do komparatora i przez porównanie dobrać ze skali wzorzec odpowiadający barwie badanej wody. Porównania barw dokonuje się patrząc z góry przez słup cieczy i trzymając komparator nad białym tłem. Przed przystąpieniem do oznaczenia, próbę badanej wody należy dokładnie przesączyć przez sączek tak, aby nie zawierała ona żadnej zawiesiny lub odwirować.

W przypadku, gdy barwa wody jest wyższa od wykonanej skali, odpowiednią ilość wody należy rozcieńczyć wodą destylowaną.

Obliczanie wyników

Barwę wody (X) wyrażoną w mg Pt/dm³ należy obliczyć wg wzoru:

w którym:

a - odczytana ze skali wzorców barwa próbki [mg Pt/dm³];

V - objętość wody zużytej do badania [cm³].

Oznaczanie mętności wody w granicach 5 - 50 mg SiO₂/dm³

Szkło i wzorce

• butelki o pojemności 1 dm³ jednolite z bezbarwnego szkła;

• podstawowy roztwór wzorcowy mętności 500 mg SiO₂/dm³;

• skala wzorców roboczych 5 - 50 mg SiO₂/dm³ przygotowana z podstawowego wzorca mętności przez odpowiednie rozcieńczenie tego wzorca wodą destylowaną.

Wykonanie oznaczenia

Próbkę badanej wody bardzo dokładnie wymieszać i nalać w tej samej ilości do butelki takiej, jak te, w których przygotowana jest skala wzorców roboczych. Następnie przed wykonaniem oznaczenia silnie wstrząsnąć wzorzec i porównać badaną wodę z wzorcami, dobierając taki, którego mętność odpowiada mętności badanej wody. Porównanie przeprowadza się na tle światła, trzymając obie butelki na wysokości oczu. Jeżeli mętność badanej wody jest większa od najwyższego wzorca, należy ją rozcieńczyć i oznaczenie powtórzyć. Do rozcieńczenia powinno się używać wody destylowanej albo dokładnie przesączonej wody badanej.

Obliczanie wyników

Wyniki oznaczenia mętności (w mg SiO₂/dm³) podaje się w liczbach zaokrąglonych.

Zestawienie wyników w tablicy:

Oznaczenie barwy [mg Pt/dm^3]	Oznaczenie mętności [mg SiO2/dm^3]	Oznaczanie kwaśności pH
45	10	7,92

2. Literatura.

B. Gomółka - Podstawy ochrony środowiska.

E. Kempa - Podstawy ochrony środowiska.

I. Wiatr - Inżynieria ekologiczna.

---